大断面黄土隧道断面面积大、围岩条件差导致设计、施工、运营遇到大量困难和问题。现阶段大部分黄土隧道多采用传统施工方法，施工工序繁杂、进度缓慢，而三台阶七步法在此类地质条件下具有独特的优势，但其施工参数的优化研究还不完善，这成为大断面黄土隧道工程中亟待解决的重要课题。本文通过研究黄土性质、黄土隧道变形特征、围岩压力、主要灾害，分析大断面隧道的界定和施工方法，比较国内黄土隧道传统施工方法，验证了曹家沟隧道采用三台阶七步法的可行性，并重点对三台阶七步法的施工过程和施工要点进行研究。在曹家沟大断面黄土隧道工程基础上，对三台阶七步法支护效果进行数值模拟研究，并优化三台阶七步法的各施工面错距，主要得到以下结论：（1）由于三台阶七步法台阶短、支护封闭及时，隧道围岩沉降得到较好控制，沉降主要发生在上台阶和中台阶开挖后，可以通过适当增加上台阶施工步距来控制围岩压力释放速率，提高施工安全性。（2）适当加大台阶施工面错距可以较好地控制地层沉降变形，上台阶与中台阶施工错距、中台阶左右导洞施工错距对围岩沉降变形影响较大。（3）建议各施工面错距合理范围如下：上台阶与中台阶施工错距范围为4～6m；中台阶左右导洞施工错距范围为2.5～3.5m；下台阶左右导洞施工错距范围为2.5～3.5m；下台阶与仰拱施工错距合理范围为6～8m。