本文针对隧洞工程施工的发展方向，运用模拟与优化技术，对隧洞工程掘进机法施工系统模拟与优化进行了系统的理论与应用研究，本文的研究要点如下： 　　结合我国南水北调西线工程、大伙房输水工程，针对隧洞工程掘进机法施工的施工组织优化设计与管理的理论方法和计算机辅助施工组织设计领域的研究进展，论述了本课题的背景和意义。研究了模拟技术的发展及其在工程中应用的现状及发展趋势，确定了本课题的主要研究内容。 　　深入研究了施工模拟技术的基本概念、基本原理和理论方法，设计并编制了通用的循环运行网络模拟核心程序，实现了施工过程的计算机模拟。分析了常用的施工优化方法，比较了灵敏度分析法、多目标优化法和模糊优选法的优缺点，深入研究了模糊优选的具体方法。在决策矩阵各目标权重向量的确定方法中引入了信息科学中的“熵法”，来辅助特尔菲(Delpi)法来合理的确定权重向量。 　　本文比较分析了隧洞工程传统的钻爆法和掘进机法施工的优缺点，针对大伙房输水工程的工程实际对掘进机法施工进行了深入的系统分析，建立了符合TBM3-1段工程实际的掘进机施工循环运行网络模拟模型。 　　应用前述理论成果，结合工程实际，对大伙房输水工程出口TBM3-1段的施工方案进行了模拟和优化研究，得到了优化的施工方案，节省了施工费用，提高了效率，缩短了施工工期，可以指导工程的实际施工。 　　本文总结了实际模拟应用的经验，结合隧洞工程掘进机法施工的施工组织与管理的实际情况，提出了在工程实际施工过程中进行优化管理的实时模拟与优化方法；整合了本文所编制的基于MATLAB的施工模拟与优化的各个模块，针对指导工程施工过程实施的实时模拟与优化方法，开发了基于MATLAB的隧洞工程掘进机法施工模拟与优化软件包，提出了应用此软件包进行施工过程优化管理的新方法。