针对传统管幕工法承载力低及施工工序复杂等难题，提出了一种新型管幕工法—小直径管幕顶板工法，并应用于沈阳地铁和平南大街站工程.首先，参照实际工程构建了三维有限差分模型，对施工过程中地层变形特性进行研究；然后，阐明了管幕参数对车站施工结束后跨中最大地表沉降、管幕施工造成的地层扰动、管幕刚度以及造价4个指标的影响规律；最后，结合模糊数学理论优化了管幕参数.研究结果表明：小直径管幕顶板工法修建地铁车站时，拆除导洞壁施作顶板阶段是施工过程中控制地层变形的关键阶段，影响上述4个指标的最关键参数为钢管直径，优化后的最佳参数组合：钢管直径为400 mm、钢管间距为800 mm、钢管壁厚为10 mm、管内混凝土为C40、钢管采用Q390钢.