基于大量的文献,籍助大连地铁2号线实测资料,利用现场试验、理论分析、数值模拟和数理统计模型等多种研究手段,对城市地铁浅埋暗挖地层沉降规律及支护技术进行了全面而系统的深入研究,通过实际工程对本文的研究思想进行了应用研究,取得了一系列有益于理论和实践的研究结果。(1)以大连地铁2号线设计方案为基础,对实际工程断面区域的关注点进行了精心布设并建立了有限元模型模拟。分析了工作面通过关注点后的横向地表沉降、纵向地表沉降、拱顶沉降及净空收敛。结果表明：纵向地表沉降可分为3个阶段：①急剧变形阶段,②缓慢变形阶段,③稳定变形阶段；横向地表沉降的沉降槽反弯点位于5D,随机介质理论曲线更符合工程实际。拱顶沉降、净空收敛的变化量差别不大,但均小于地表沉降。(2)支护结构体系是控制地下工程地层沉降和结构稳定的重要措施。本文建立了衬砌厚度为0.3×0.3m,0.2×0.3m两种有限元模型,对支护结构体锚杆强度进行对比分析,对衬砌强度进行对比分析。结果表明：支护结构的正上方,水平方向出现较大应力值。衬砌的强度随着厚度的不同应力变化较大；进而建立了多种模型,对不同厚度衬砌q、不同土体弹性模量E+、不同土体粘聚力c条件下的衬砌强度变化进行分析。(3)通过相似理论将工程问题与数理统计模型相结合,采用MATLAB进行求解,建立了地表观测点纵向沉降量与工作面推过后不同距离的函数关系式；建立了衬砌压应力与衬砌厚度函数关系式、衬砌应力与土体弹性模量函数关系式、衬砌应力与土体的粘聚力函数关系式,最后给出了衬砌应力变化与衬砌厚度、土体弹性模量、土体的粘聚力联合函数关系式。结果表明：地表观测点纵向累计沉降量,在工作面推过后不同距离影响下的函数关系式,与实测数据结果相符合,衬砌压应力与衬砌厚度、土体弹性模量、土体的粘聚力的函数关系式和联合函数关系式,与模型模拟值相符合,计算精度较高。