北京西四环暗涵工程是南水北调北京段的工期控制性工程，该工程穿越京广线（西长线铁路桥）、大台线铁路桥、五棵松地铁站、水源三厂分水口、新开渠分水口、永引渠分水口、团城湖分水口。工程全长12.54公里，由1.37公里长2孔3.8米×3.8米明挖施工方涵、210米长2孔3.8米×3.8米暗挖施工方涵、10.96公里长2孔4.0米直径浅埋暗挖圆涵及出口闸四部分组成。
　　工程创多项世界之最
　　2006年7月15日，国务院南水北调办正式颁布实施由南水北调北京质量监督站组织编写的《南水北调中线一期北京西四环暗涵工程施工质量评定验收标准（试行）》（NSBD2-2006）。暗涵是2007年11月23日竣工的，自2008年黄壁庄水库输水进京后，一直通着水；每天都有人监测，运行良好。
　　顶上是百吨重的地铁列车来回不停穿梭从拱顶呼啸而过，土层之下是隧洞开挖地动山摇的轰鸣。西四环暗涵工程创下暗涵结构顶部与地铁结构距离仅3.67米、地铁结构最大沉降值不到3毫米的纪录，挑战了极限，创下了多项世界之最。
　　穿越地铁五棵松站的较量
　　其中，穿越北京地铁五棵松站是世界上第一次大管径浅埋暗挖有压输水隧洞，近距离穿越地铁下部。西四环暗涵下穿五棵松地铁车站工程位于西四环五棵松路口，暗涵总长200米，为2孔4.0米直径的圆形暗涵，呈南北走向，与东西向的地铁五棵松车站近于直交，是国际首例大直径压力输水隧洞，需近距离安全下穿正常运营的地铁车站。工程最大沉降值不到3毫米，地下建筑物沉降的国际通行标准是7毫米，号称世界地下工程超级大国的日本历经百年发展，目前沉降控制还是5毫米。
　　为了能托住3毫米沉降，工程人员创新了各种施工工艺：对地铁下面土层注浆加固，严密控制注浆压力，防止过度注浆造成负沉降；增设了临时仰拱，采取密排钢拱架和初支外周边注浆加固相结合的措施，控制地面结构沉降；应用远程自动化监测技术全天候监测，使施工全过程处于可控状态等。施工采用浅埋暗挖法，这是在距离地表较近的地下进行各种类型隧道洞室暗挖施工的一种方法，为的就是“不断路、不断交通、不扰民”。大型机械下不去，每隔一段，要挖掘一个十几米深的竖井，工人下到井里，用铁镐、铁锹小心翼翼地挖洞、铲土，用最原始的方法和工具，一米一米地推进，边开挖边浇筑。施工方在地铁下方划分3层，插入124根长15米、直径110毫米的钢管，再灌注水泥浆强化加固，铸就了一个长25米、宽16米、高3.67米的“钢铁脊梁”，将偌大的地铁站稳稳托住，牢牢控制了沉降值。在施工中，监测到最大沉降值不到3毫米。2007年11月23日，西四环暗涵穿五棵松地铁站工程胜利贯通。
　　技术应用实现工程耐久、可靠
　　针对工程中的种种难点，科技人员在西四环暗涵工程中基于有限元仿真模拟技术和现场实验提出了适应砂卵石地层、不同建筑物条件要求的圆形有压输水暗涵修建技术。根据输水工程承受内水压力的特点以及输水最优断面要求，通过仿真分析及实验，对现有工艺的材料及施工方法进行了优化设计。首次提出了“新型小导管超前加固地层、圆形钢格栅制作与连接、锁脚锚杆注浆、雷达跟进检查”等新工艺。
　　根据结构危险性程度的评价指标，将穿越建筑物的危险性分级，并进行相应的工艺集成，提出了6类集成工艺技术体系。提出了双线暗涵长距离小间距穿越立交桥基础的集成工艺技术体系，解决了施工成洞困难、单洞输水应力偏异等技术难题。将暗挖传统的马蹄形断面优化为圆形断面。
　　各种组合新技术的采用，使工程结构及环境安全得到有效保证，各项监测指标均无异常，保证了地铁站、五棵松桥及暗涵结构的安全。工程提出了适应地层变形和抗震影响的有压输水暗涵复合式衬砌联合受力结构及防水技术。通过有效的技术手段实现了复合衬砌联合受力，在承受内水压力时有效利用了围岩抗力，提高了结构的整体性、耐久性及可靠性。