تحلیل پایداری و طراحی سیستم نگهداری از اقدامات اصلی در طراحی و پایدارسازی سازه های زیرزمینی می باشد. متغیر بودن شرایط زمین شناسی در حضور آب زیرزمینی می تواند طراحی، اجرا و پایداری سازه های زیرزمینی را به شدت تحت تاثیر قرار دهد و از این رو پیش بینی میزان آب ورودی به تونل یکی از ملزومات اساسی می باشد که در طراحی تونل باید مد نظر قرار گیرد. همچنین فشار وارد بر پوشش تونل باید محاسبه و با توجه به آن، سیستم نگهداری مناسب طراحی گردد. با گسترش نرم افزارهای عددی، می توان مدل های مناسب کامپیوتری از سازه ایجاد و به منظور طراحی سیستم نگهداری مناسب مورد بررسی قرار داد. سیستم نگهداری پیشنهادی علاوه بر تامین پایداری در طول عمر مفید سازه باید دارای توجیه اقتصادی نیز باشد. از اینرو پایداری این فضاها و تجزیه تحلیل تنش ها و تغییر شکل های ایجاد شده پس از حفاری از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در این میان روش های مختلفی در رابطه با طراحی و پایدارسازی این فضاها بصورت تجربی و نرم افزاری ایجاد شده است، که با بکارگیری و مقایسه این روش ها می توان ایده مناسبی در مورد سیستم نگهداری بهینه بدست آورد.