近年来,我国轨道交通不断发展,传统建设方法已经不能满足现代化城市发展的需要。因此国内外学者开展了相关研究,提出了“先隧后站”扩挖地铁车站技术,即先挖隧道,待隧道全线贯通后,再通过对既有隧道扩挖的方式进行车站的建造,该方法可以有效解决车站与区间隧道施工工期的矛盾,提高盾构利用率,缩短工期,节约成本。该施工技术在非冻土地区已有相关研究和一定成果,然而我国大部分寒冷冻土地区已经开始地铁隧道的建设,却鲜有学者考虑“先隧后站”扩挖地铁车站在冻土区的适用性。因此,本文以哈尔滨地铁3号线二期某车站建设工程为背景,在冻土地区采用“先隧后站”扩挖地铁车站技术进行了研究。本文研究内容有:（1）冻土区地层位移解析解研究考虑了冻土地区土体的冻胀作用,基于Mindlin基本解,利用刚度等效法对冻土区的冻土层参数进行转换,得出隧道在冻土区施工时地层变形的三维弹性解,并用Matlab进行求解,以哈尔滨地铁3号线二期某车站建设工程为背景,绘制了相应变形曲线,并对不同冻结温度下地层变形规律进行分析。（2）冻土区扩挖地铁车站数值模拟研究在上述工程背景下,利用MIDAS软件内置的单元温度场,考虑土体冻胀作用,对中洞法和CRD法扩挖地铁车站进行了对比分析,研究了两种方案地层的竖直位移、水平位移和车站结构的变形规律,得出中洞法在控制地层以及车站结构变形方面要优于CRD法。在此基础上对比了解析解与数值模拟计算结果,并对中洞法进行了加固方案优化、开挖方案优化、开挖工序优化等不同方案的优化研究,得出地层及结构的变形规律。以上研究结果表明解析解和数值模型能较好的反映冻土地区“先隧后站”扩挖地铁车站引起的地层及结构变形规律,可用于实际工程施工变形预测和分析计算。