盾构法作为地铁隧道施工的一种主要的施工方法已经在我国得到了广泛的应用，由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中非常关心的问题。本文运用三维有限差分法对盾构隧道施工引起的地层移动和地表沉降进行了全面分析，得到了一些有益的结论，本文的主要研究工作包括：(1)分析了盾构法施工的主要环节和导致土层位移的主要原因以及已有盾构施工有限元(FEM)模拟方法的优点和不足，对现有方法在模拟盾构施工荷载方面存在的不足之处进行了改进，建立了能够更加全面合理地模拟盾构施工过程的三维有限差分模型。(2)利用三维有限差分法对盾构施工过程中影响地面沉降的因素(土舱压力、盾尾注浆压力和地层损失率)进行研究，得出了影响盾构隧道地表沉降最大的因素为地层损失和注浆压力，增大土舱压力对降低隧道地表沉降的作用非常有限。(3)利用本文的研究结果对广州地铁三号线某盾构区间的地表沉降进行了三维模拟，结果表明盾构法施工引起的地层变形具有明显的三维特征，沿隧道轴线方向不同位置的地层的竖向和水平位移变化很大；盾构开挖面前方、盾体位置、盾构后方的土体的地表沉降具有不同特征。(4)模拟了盾构隧道的施工过程中后开挖隧道与先开挖隧道的不同开挖面距离和后开挖隧道的注浆压力对地表沉降的影响。