近年来,武汉城市地铁建设进入了飞速发展的黄金时期,全市共规划26条地铁线路,目前在建地铁线路11条,已建5条,且大部分的地铁线路都穿越人员密集区、交通枢纽区、复杂地层区等路段,与此同时,安全生产事故不断,其中深基坑涌水事故尤为突出,若不及时的进行有效控制,其所带来的事故后果不可估量,严重时更会导致基坑的垮塌,造成周边构筑物破坏、人员伤亡等次生灾害。论文以武汉地铁车站深基坑开挖过程中的涌水风险分析与控制为研究主题具有十分重要的指导意义。首先,本文对比分析了当前地铁深基坑施工的特点,传统的风险分析方法难以抓住涌水事故的时间序列特征,而动态故障树的风险分析方法对具有明显时间序列的事件处理具有独特的优势,论文由此引入动态故障树理论,以武汉唐家墩地铁站深基坑为例构建了基坑涌水事故动态故障树模型。而动态故障树的基本事件概率多具有不确定性,常用的贝叶斯、马可夫链等方法均无法快速有效的对动态故障树进行分析,而蒙特卡洛抽样方法可以快速的对动态故障树进行计算处理,因此论文引入蒙特卡洛的方法对涌水事故发生的可能性进行了模拟研究,利用动态故障树和蒙特卡洛结合的方法,深入分析了基坑涌水系统的复杂性,有效的分析了顶事件受基本事件不确定影响作用的变化规律,为后期预防涌水事故提供了可靠的依据。其次,本文为有效的探寻涌水事故的后果影响,以涌水事故对基坑周边环境的影响作用模式以及基坑渗流理论为基础,运用FLAC3D模拟的方法对比研究了正常开挖和涌水事故发生后两种不同状态下的基坑周边变形情况,结合基坑周边的实际环境特点分析了涌水事故的影响范围,并运用GEO Studio软件模拟的方法研究了涌水与渗流场改变之间的相对关系,得出了涌水事故条件下的涌水速度,为事故应急救援提供了决策支持,具有重大的理论和现实意义。再次,本文在分析深基坑涌水造成的事故影响的基础上,针对深基坑工程传统监测预警的低效性和滞后性等问题,结合大量收集的监测资料,利用时间序列ARMA模型分析序列数据前后的相关性,总结武汉地区以回填土为地铁施工地质条件的涌水事故特点,并运用ARMA模型对武汉地铁深基坑发生涌水事故前后的变形监测数据进行分析。通过研究数据ARMA模型的模式波动情况对深基坑涌水风险进行预报预警,同时根据不同监测单点的数据进行综合模型分析,达到全面感知基坑涌水事故风险的目的,相对于常规的监测与传统的数据分析来实现基坑涌水风险的预测预警,优化后的监测预警更加高效、敏感。最后,本文以优化应急救援为主线,针对深基坑涌水应急的特点进行深入的分析与总结,囊括出目前深基坑涌水事故应急救援在时间、空间、物资、人力、成本等方面存在的应急短板,构建符合我国现状的深基坑涌水事故应急过程网络图,并以此为基础构建基于多目标的涌水事故应急约束模型,从而有效的解决应急过程中的约束难题;另外对涌水应急过程中的物资重要性进行研究,通过构建应急物资ISM模型,确定涌水应急系统中物资的层级关系及其相对重要性,有效的指导应急物资的储备与调运;最后,建立涌水应急物资的调度联络网络,并对其进行优化研究,以此提高地铁深基坑涌水事故应急救援的效率。