大跨度黄土隧道施工时易产生地表开裂、沉降变形、支护侵限、塌方等现象,建设难度极大。以目前世界上开挖跨度最大的高速公路黄土隧道——墩梁隧道为工程依托,采用现场实测、理论分析和数值模拟相结合的方法,通过对大跨度黄土公路隧道变形规律进行分析,结合单洞两车道黄土隧道支护设计相关研究成果和工程实践经验,提出大跨度黄土隧道初期支护结构型式,并对其结构受力和稳定性开展研究。研究表明:采用三台阶法施工时,上台阶处收敛经历4个阶段,最大开挖线处收敛经历3个阶段。上台阶处收敛速率比最大开挖线处的收敛速率快,最大开挖线处的最终收敛值约为上台阶处的3倍左右。沉降曲线随着与掌子面距离增大,沉降值持续增大,增速放缓。距掌子面1D、1D～2D、2D～3D和3D～4D范围内,各测点产生的沉降值分别为最大沉降值的49%、23%、12%和6%。大跨度黄土隧道采用"钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚杆(管)+纵向连接筋"组合结构能够满足隧道结构稳定。提出洞口段施工采用双侧壁导坑法,洞身段施工采用三台阶留核心土法,浅埋段地基承载力较低的隧底采用钢管注浆加固的大跨度黄土隧道稳定控制技术。