大直径城铁隧道下穿南水北调中线总干渠引起的结构内力变化和变形,关乎隧道施工和南水北调中线总干渠运行的安全性。依托新郑机场至郑州南站城际铁路大直径隧道下穿南水北调中线总干渠工程,采用三维有限元仿真分析,按照总干渠正常输水和检修暂停输水的运行工况,研究了隧道衬砌的应力分布和变形的变化规律以及总干渠衬砌的沉降规律,并与衬砌混凝土抗压和抗裂控制值以及渠道沉降控制值进行了对比,为隧道下穿施工提供了技术依据。研究结果可为同类隧道工程下穿南水北调中线总干渠的安全评价提供理论分析依据。