近年来,我国城市地铁建设呈现出强劲的发展态势,工程质量也在不断提高,然而,城市地铁建设施工事故数量居高不下,安全现状不容乐观。通过对收集的地铁事故案例库进行分析,发现塌陷和坍塌事故是地铁工程施工最主要的危险源,容易造成施工现场人员生命财产的重大伤亡,或导致周边环境出现重大隐患。由此,本文将关注点放在地铁坍塌事故,主要讨论地铁施工过程中坍塌事故的预防与控制措施。本文利用事故致因层次模型分析了地铁施工坍塌事故机理,为下一步从事故案例中提取坍塌事故前兆信息打下基础。本文汲取前人的研究成果,采用施工现场前兆信息及未遂事件调查模型,对近14年来地铁施工坍塌事故进行前兆信息的识别,并对其中可测量的前兆信息进行监控观测,为预警提供前兆信息监测数据。为此,文中还详细分析了实时监测信息的采集方法。本文针对不同的施工现场安全状态进行预警等级划分,分别就单指标预警和多指标综合预警模式确立了不同预警机制,并以某地铁施工现场的监测数据为例,进行预警模拟计算,最终预测精度达到87.5%,取得了良好的预警效果。本文依托地理信息系统,完成了地铁施工坍塌事故预警系统的整体设计、模块设计和数据库设计,构建了地铁施工坍塌事故预警系统模型。在此基础上,以南京某地铁车站基坑工程为例,利用Visual Studio对GIS软件进行二次开发编程,实现了坍塌事故预警系统的可视化。