随着国民经济持续增长,城镇化建设的不断推进,从20世纪50年代起各大城市相继发展城市轨道交通来缓解日益严重的交通拥堵问题。“十三五”时期,我国将进入城市轨道交通建设的大发展阶段,预计到2020年,中国将有50个城市获准修建城市轨道交通线路,城市轨道交通的运营里程将达到6000公里,地下车站的数量将数以万计。地铁车站的位置多处于城市繁华地区,周围高楼林立,地下管线密集,作为城市人流疏散的枢纽,其结构种类繁多、施工条件复杂,是城市轨道交通的关键控制工程。因此,研究地下车站的安全设计和精细施工具有重要的现实意义。基于可靠度理论的近似概率极限状态设计方法,以结构的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性,是提高我国工程设计水平的有效途径,也是以后地铁设计将要遵循的必然准则。本论文研究的主要内容如下：(1)在以往地铁车站PBA施工优化研究的基础上,利用FLAC软件建立数值分析模型重点研究站厅层的土体施工对地表沉降的影响,明确该部分土体开挖的最优工序。(2)利用Midas-nx软件建立二维数值计算模型,分别在“荷载-结构”模型与“地层-结构”模型下,计算衬砌结构的内力,并对比分析车站在典型截面位置处的弯矩和内力。(3)基于响应面法的基本原理,通过设计一系列样本点寻找基本随机变量与衬砌内力效应的关系,并不断迭代求解以实现衬砌结构内力效应表达式的拟合，随后按照混凝土结构设计原理设计钢筋,最终利用MATLAB软件计算衬砌结构典型截面位置的可靠度,且通过蒙特卡罗重要抽样法进行验算。(4)基于验算点法编制MATLAB程序,计算地铁车站衬砌结构极限状态方程的分项系数。并在一般受力状态下,对弯矩和轴力的分项系数进行验证,这两个数值可作为以后编制相应规范时,大偏心受力状态下极限状态方程分项系数选定的参考。