地铁作为地下工程,在施工过程中不可避免的要受到地下水的影响,因此地下水进行控制成为地铁施工的第一要务。地铁施工中的地下水控制的主要方法大体分为两种,即:降水法、止水法。降水法虽应用较为广泛,但多会产生一些环境问题,如地下水资源浪费、地面沉降、周边管线、建筑物产生沉降变形等。总结国内外的研究成果发现,国内外对降水所引起的沉降研究主要集中于三维渗流模型和一维固结模型相耦合,且在计算土层固结沉降时多采用经验公式法。鉴于以上问题,本文基于在建的北京市轨道交通16号线红莲南里站采用三维流固耦合模型对管井降水所引起的环境问题进行研究。红莲南里站处于卵石地层,富水性较好,进行群井抽水试验,并通过解析法求解渗透系数K,再搭建三维地下水流模型反演验证求解结果的准确性。在已搭建的地下水流模型的基础上对现有的地下水控制方案的地下水控制效果进行预测,预测结果为车站区域内含水层的地下水位降深可达10m满足施工要求,而施工竖井处降深为3m左右并不能满足施工要求,对竖井处的地下水控制方案进行调整和优化。根据有效应力原理,当地铁基坑处的水位降低后会引起土体应力增大,导致土层压缩,最终造成地面沉降,更甚者会危及周边管线和建构筑物的安全。而现有研究多采用经验公式对降水所引起的沉降进行预测,所得结果存在一定的不足,而本文则利用Midas/GTS软件搭建了三维的流固耦合模型,预测降水过程中地面的沉降随水位的变形历程以及降水对周边管线的影响。在原地下水控制方案下所产生的最大的地面沉降为23.55mm,管线的不均匀沉降率为0.03‰。同时提出了地下帷幕和地下水回灌的应急预案来预防地面沉降过大的情况发生。