高速鐵路大斷面黃土隧道建設成套技術及應用
發展高速鐵路是我國推動經濟社會發展、保護生態環境、促進國際交流和落實可持續發展要求的重要戰略決策。在我國的高速鐵路網規劃中（規模達2萬km以上），穿越黃土地區的高速鐵路超過2000km。
本項目依托的鄭州至西安高速鐵路，是我國“四縱四橫” 高速鐵路網的重要組成部分，是世界上第一條長距離穿越黃土地區的高速鐵路。鄭西高鐵全長458km，設計速度350km/h，共有28座黃土隧道，累計長53km。該工程黃土隧道建設主要面臨五大難題：一是隧道開挖斷面大（最大174㎡），變形控制難；二是隧道長，采用傳統施工方法進度慢，落實工期要求難；三是高速鐵路隧底工后沉降控制標準高（不大于15mm），實現難度大；四是下穿既有公路和鐵路的工點多（10處），限制地表下沉影響相關工程和周邊環境，控制要求高、難度大；五是軟-流塑狀黃土隧道多（5座），穩定性差，施工難度極大。國內外既有的隧道設計理論、修建技術不能滿足高速鐵路大斷面黃土隧道建設的需要，為此，要求本項目針對黃土隧道空間變形機理、設計方法和施工技術等關鍵問題開展科學研究，保障安全、優質建成鄭西高速鐵路。經過課題組和建設人員的共同努力，如期完成了科學研究和工程建設任務。自2010年2月通車以來，鄭西高鐵運營狀況良好，社會經濟效益顯著。項目的主要技術創新成果有：
1. 構建了大斷面黃土隧道穩定控制技術體系。揭示了大斷面黃土隧道圍巖工程特性、變形規律及地表裂縫形成機理，創建了大斷面黃土隧道圍巖亞分級方法，提出了大斷面黃土隧道圍巖荷載計算方法，為大斷面黃土隧道設計與施工奠定了理論基礎。
2.創建了大斷面黃土隧道空間變形控制設計方法。探明了大斷面黃土隧道錨桿、鋼架、噴混凝土支護體系的力學特征，創建了控制大斷面黃土隧道空間變形的新型支護體系，提出了大斷面黃土隧道預留變形控制標準。
3.創立了以三臺階七步開挖施工工法為核心的大斷面黃土隧道施工新技術。研發了三臺階七步開挖施工工法（國家級），提出了大斷面黃土隧道施工穩定性控制的關鍵技術，建立了大斷面黃土隧道安全施工技術標準。
本項目已獲國家專利12項（其中發明專利2項），國家級工法1項，省部級工法2項，制定《鐵路黃土隧道技術規范》等兩項標準，編制標準設計1項，發表論文70多篇，論著1部。研究成果在鄭西高速鐵路黃土隧道建設中廣泛應用，節約工程投資19.5億元，并在蘭新、寶蘭等西部地區高速鐵路黃土隧道建設中得到全面推廣應用，研發的三臺階七步開挖施工工法已推廣應用到其他地區的鐵路大斷面軟弱圍巖隧道的建設中，累計長度超過1000km。環境效益、經濟效益和社會效益顯著。全部研究成果通過了原鐵道部組織的專家評審，總體達到國際先進水平，其中多項關鍵技術達到國際領先水平。
本項目研究成果實現了大斷面黃土隧道修建技術的重大突破，豐富和發展了我國隧道建設技術，對今后大斷面黃土隧道建設有引領和示范作用，對黃土地區修建大空間地下工程有借鑒意義。
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