由于西安地区首次修建黄土地铁,浅埋暗挖施工工法的发展历史相对又比较短,无论从设计还是施工方面,均缺乏经验与理论指导,因此本文选定“西安黄土地铁隧道浅埋暗挖施工过程数值仿真及方案优化”这一课题,深入分析了不同施工方法对地表沉降的影响,对隧道开挖过程中支护结构受力进行分析,并对支护结构的合理性安全性提出建议,以期为复杂条件下黄土地区城市地铁隧道工程的设计和施工提供理论依据和指导作用。本文主要针对上述问题进行了深入研究,全文共分为三大部分。第一部分首先对模拟隧道施工过程中一般所采用的本构关系进行总结分析,选出比较适合本文计算的本构关系。其次对浅埋暗挖法的基本原理与施工方案进行了简要的介绍。第二部分建立二维计算模型,采用D-P弹塑性本构关系,对地铁隧道施工的三种开挖方案,即全断面开挖,上下台阶开挖以及环形开挖留核心土法进行整个施工过程的数值模拟。对比分析了三种开挖方案的位移场和塑性区范围,以地表沉降和塑性区范围最小为优化标准,得到环形开挖留核心土法为三种施工方案中的最优方案,并对该种优化方案的初期支护,锚杆以及二次衬砌的内力进行详细的分析,发现该种施工方案满足规范要求。最后本文建议西安地铁隧道该区间修建采用环形开挖留核心土法施工。由于二维模型的结果无法反映隧道开挖的“时空效应”,因此第三部分建立了三维计算模型,对隧道施工过程进行更加系统的数值分析研究。三维计算采用能够考虑时间效应的蠕变本构模型,分别计算了三种施工方案即右洞先行开挖,左右隧道同时开挖v=1.5m/d以及左右同时开挖v=3m/d。最后以地表沉降量最小为优化标准,得到三维计算结果中的一种最优化施工方案,即方案三左右同时开挖v=3m/d。由分析计算结果还可以知道,两隧道同时开挖过程中在地表形成两个对称的沉降槽,隧道在开挖支护的过程中地表沉降量不断增大,到二次衬砌施工时地表沉降速率基本保持不变；在施工过程中可以适当减小二次衬砌的厚度；开挖速度对地表沉降的影响在短时间内比较明显,随着时间的增长而逐渐减小。本文的计算结果为西安地区首次采用浅埋暗挖法修建城市地铁隧道提供了一定的理论依据和指导作用。