在青藏高原修建高铁长大隧道是一个世界性的技术难题,设计施工中会遇到一系列的风险和困难,高铁隧道修建标准更高,应对复杂地质困难的方法更难以把握。兰新高铁是目前世界上海拔最高的高速铁路,大梁隧道、祁连山隧道是兰新铁路海拔最高点,3800米,也是目前世界上海拔最高的高铁隧道,其修建过程中遇到了许多意想不到的困难,需要开展科技创新去解决。本文依托上述两座Ⅰ级风险隧道建设,对部分技术难题开展研究,主要内容为：隧道穿越碎屑流地层施工技术、高地应力薄层板岩隧道施工大变形控制技术、高原长大隧道机械降效量化指标研究。主要研究内容和成果如下：(1)通过理论分析及现场试验,揭示了碎屑流的工程特性,其主要组成为断层角砾、碎屑颗粒、砂土和水的混合物质,具有重度大、黏度高、流动性强、突发性强的特性,且分布范围广,隧道施工中难以预判。通过对隧道施工中碎屑流形成机理的研究,提出了碎屑流形成的三个阶段,即：先兆阶段、影响阶段、发生阶段。(2)结合祁连山隧道碎屑流段的工程施工,采用现场试验及理论分析方法,研究了隧道支护技术及开挖方法,提出了以碎屑体超前预报、掌子面封堵、超前高位泄水、超前强支护、强初期支护为核心的碎屑流地层高铁大断面隧道施工技术。(3)结合大梁隧道高地应力薄层板岩大变形控制难题,通过地应力的现场测试及围岩特性的试验分析,得出水平地应力(7.18～25.14MPa)大于垂直地应力,围岩强度与应力比在0.025～0.126范围,揭示了大梁隧道薄层板岩段变形为挤压型大变形,提出了高地应力薄层板岩隧道大变形分为严重大变形、中等大变形、轻微大变形和无大变形四级。(4)通过对系统锚杆的现场试验及数值模拟分析,得出了薄层板岩(Vc-2)系统锚杆效果不明显。通过对单层格栅、单层H175型钢、格栅+I20型钢双层支护的对比试验,得出双层支护控制变形效果最好,其次是单层H175型钢,单层格栅最差。(5)在严重大变形段,选取逐渐增强支护参数及预留变形量的四个试验段,分别进行现场试验,提出合理的预留变形量为50cm,并经过大量隧道变形数据统计分析,验证了该预留变形量具有95%以上的概率不侵限。(6)以高原环境实验舱配合发动机进气氮气掺混的方法,完成柴油机工作性能高原隧道环境模拟测试平台的设计和搭建,获得高原隧道施工环境下动力机械降效的量化评价。对高原长大隧道施工的设备配套及机械定额完善提供了支持。