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极端气象条件下温度骤降会导致隧道衬砌产生开裂,周期性的大幅值的温度升降也会引发衬砌产生疲劳破坏。但目前缺乏衬砌变形实测数据。为此,研究了隧道衬砌变形实时监测与预警系统构架,开发了隧道衬砌变形实时监测与预警软件系统,提出了一套切实可行的隧道衬砌安全预警方法。依托京沪高速公路蟠龙隧道,对夏季和冬季的衬砌变形进行了实时监测与分析,发现衬砌变形主要是温度应力引起的。夏季衬砌变形波动很小,但冬季衬砌变形变化较大,特别是在气温骤降时。从现场衬砌外观检查来看,目前监测断面的隧道结构仍是安全的,为此进一步提高了预警阈值。本文研究对我国北方地区隧道的设计和养护有一定的指导意义。