山西龙城高速公路西河口隧道设计为三车道大断面隧道，围岩以粉土和沙卵石为主，该隧道具有断面大、埋深小并且围岩条件差等诸多难点，隧道下穿属于国家一级保护文物的明长城，目前该城墙遗址保存完好。因此，如何解决浅埋大断面土质隧道下穿文物（既有构筑物）的开挖方式和支护方式、控制地表沉降以及如何保障施工安全与文物的完好无损等，都是有待解决的重要问题。大断面隧道在施工的过程中，由于较大的跨度会引起许多不利的因素，因此产生的不利因素对于施工的进展会产生阻力，会使施工较困难；当隧道下穿既有建筑物时，隧道开挖会产生土体沉降变形，沉降变形对既有建筑物可能引起破坏，故解决大断面土质隧道下穿问题是近年来公路隧道界的一个重要研究方向，具有重要的工程实用价值。本文针对浅埋大断面土质隧道下穿明长城的施工方案选取问题，以确保施工安全、优化施工方案为目的，结合工程实际开展大比例尺模型试验；模拟浅埋土质状态下以不同施工工法进行大断面开挖对地层沉降和围岩内部受力变形状态的影响，并研究了地表注浆预加固的有效性和必要性，通过综合分析对比最终得出先进行地表注浆预加固，再以双侧壁导坑法进行施工的较优施工方案，论文研究成果可为今后类似的工程提供一定的理论依据与技术参考。