伴随着城市化的快速发展,人们越发重视城市地下工程的开展。顶管法是一种非明挖技术,主要是利用主顶以及管节间的中继间的顶推压力,把工具管从始发井内顶进土中一直顶到接收井内,跟在工具管后面的管节自然的铺设在两个工作井中间的隧道施工工法。虽然,顶管法施工开挖量小、方便快捷;但是,在施工过程中无法避免对土体的扰动引起地层的移动;相比圆形顶管来讲,特别是大断面矩形顶管对土体的扰动更大,对周边的环境危害也变得更大。本论文将以郑州市下穿中州大道矩形顶管隧道工程为背景,运用有限元数值分析软件MIDAS/GTS模拟顶管隧道开挖掘进过程,对矩形顶管隧道施工引起的地表变形进行深入系统的分析研究,总结出若干对工程有益的结论。主要研究内容包括:(1)研究顶管施工引起地表沉降的机理,分析其对土层的扰动变形。(2)对顶管施工引起的地表变形进行了现场测量,并对监测结果进行分析与研究。(3)采用有限元软件MIDAS/GTS对实际工程进行模拟分析,分析顶管施工对地表变形的影响并将模拟结果和实测数据相比较,同时验证数值计算的可靠性。(4)研究上层覆土厚度、注浆、掘进压力等因素对顶管隧道地表沉降的影响规律。(5)在以上研究内容的基础上,进而对于如何将地表沉降控制在合理的范围内提出了实用性的控制措施。