随着地铁在我国各大城市的兴建,盾构法施工以其智能化、安全性和对周边建筑的低影响性被广泛应用于城市地铁的施工,但是控制盾构掘进引起地表沉降技术,仍然是广大技术工作者科研工作者普遍关心的问题之一,也是设计、施工人员考虑的首要问题。文中以哈尔滨地铁一号线工程为背景,在哈尔滨南站站至农科院区间进行了隧道开挖过程中地层变形的现场观测。对隧道SK0+294.40-SK1+456.985范围段进行了详细观测,得到盾构行进过程中的地表沉降情况,通过分析设计地质资料、施工技术方案和地层位移变形资料,总结了哈尔滨高寒冻土地区地铁盾构行进程中地层变形的规律,并利用ANSYS进行有限元三维模拟分析,通过计算结果与实测数据的对分析,验证了数值模拟模型的可靠性。在计算结果与实测结果吻合良好的基础上,课题针对盾构法隧道施工影响周围地层形变的主要因素——刚度折减系数、注浆压力、支护压力、以及不同隧道埋深进行了分析研究,总结了盾构法引起地层变形的规律,讨论了盾构施工对周围土体应力应变扰动及引起土体损失的影响因素。这些分析研究为今后哈尔滨等东北高寒地区及相似地质条件的地铁设计与施工提供了参考。