一种基于BOTDA的隧道运营期间监测预警方法，由于BOTDA主要监测隧道每一个测点的温度与应变分布信息，本发明针对测点所测的应变进行了一定的数据处理，步骤是：隧道内布设BOTDA光纤；提取光栅监测点应变数据；以不同隧道围岩等级区段得到测点间的纵向应变向量夹角为基础，将每一个隧道围岩区段的监测数据进行聚类划分；对隧道结构发生不均匀沉降阈值的确定；以健康的监测数据为基础，对待诊断的数据进行阈值判断，分析隧道是否发生不均匀沉降。