已建成北京南水北调工程260余公里，多采用大型输水暗涵形式，包括倒虹吸方涵、PCCP、浅埋暗挖及盾构复合衬砌隧洞等结构类型，为保障工程安全同步建设了安全监测系统，目前每年采集数据已达150万点次。但存在几点问题，一是部分初始值缺失、仪器损坏，导致数据失真；二是监测数据仍靠人工简单分析，支撑性不足；三是所有工程缺少安全监测预警值，是关键安全“短板”。
      课题针对PCCP管道、倒虹吸方涵、浅埋暗挖隧洞和盾构复合衬砌隧洞结构，选择钢筋应力、混凝土应变等关键监测项目，开展了预警技术研究。安全监测预警针对各类异常风险导致结构体损伤、破坏、甚至失效进行预判，异常复杂，研究采用有限元模拟分析方法，结合数据分析、异常工况分析、最不利受力部位判别、以及混凝土、钢筋、螺栓等受力破坏过程及指标分析，按照线弹性、塑形屈服、最后到破坏的基本理论，结合结构设计规范，提出了基于有限元模拟和不利工况分析的预警技术，以及技术警示值（黄色）、安全警示值（橙色）及安全预警值（红色）三级安全监测预警指标体系。技术警示值处于线弹性阶段，是对日常损伤的警示提醒；安全警示值位于屈服阶段，一般不允许在此状态下长期运行或进一步超载；安全预警值位于塑性变形顶点，是将产生受力破坏的极限值。
      该技术有效解决不同类型、复杂输水管涵结构安全监测预警问题，在北京南水北调干线PCCP管道、永定河倒虹吸、西四环暗涵典型断面进行了示范，在东干渠两个典型断面进行了应用，具有可行性、实用性和先进性，弥补了工程安全预警短板，也填补了国内相关技术空白，具体极大的推广价值和经济社会效益。