大跨度粘性土隧道施工经常发生大变形甚至坍塌灾难，损失巨大；严寒地区隧道极易产生渗漏结冰冻害，是世界性技术难题。项目以天恒山隧道工程为依托，针对该隧道穿越高含水率粘性土地层，埋深浅、跨度大、地处严寒的特点，采用资料分析、现场调研、理论分析、数值模拟与现场试验相结合的综合研究手段，历时6年，对严寒地区高含水率粘性土隧道支护结构、施工技术和冻害防治技术进行了系统研究，首次提出了高含水率粘性土隧道初期支护取消系统锚杆，采用“钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚管+纵向连接筋”的组合结构体系，确保了结构稳定和安全、高效施工；提出并形成了“二台阶留核心土仰拱开挖”国家级工法，制定了合理台阶长度和关键控制工序，有效控制了浅埋粘性土隧道地层沉降，加快了施工进度；提出了防冻隔温系统与防排水系统相结合的严寒地区隧道冻害防治体系，并解决了防冻隔温系统表面铺设工艺，现场测试结果表明防冻隔温效果良好。以上成果获授权发明专利2项、实用新型专利4项，获国家级工法2项、省部级工法4项，发表学术论文17篇（EI收录3篇），并被系统纳入国家行业标准《公路隧道设计细则》（JTG/T D70-2010）、《公路隧道设计规范》（总校稿）和《公路工程抗冻设计与施工技术细则》（总校稿）。项目成果直接应用于天恒山隧道工程，有效控制了高含水率粘性土隧道施工大变形，预防了坍塌事故，防止了严寒地区隧道冻害现象的发生。推广应用于哈尔滨地铁区间隧道、吉林鹤大高速公路隧道、内蒙古阿拉坦隧道、西藏嘎隆拉隧道、青海通天河隧道和杂多隧道等十余项国家重点建设项目，经济和社会效益特别显著。 著名隧道专家中国工程院王梦恕院士等专家组成的鉴定委员会认为：研究成果实用性强，有创新性，有力支持了依托工程建设，并在其他隧道建设中得到推广应用，经济和社会效益显著。总体上达到了国际先进水平，其中粘性土隧道初期支护采用“钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚管+纵向连接筋”的组合结构达到国际领先水平。2）主要创新点（1）分析了高含水率粘性土隧道系统锚杆作用机制，首次提出了高含水率粘性土隧道初期支护取消系统锚杆，采用“钢架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚管+纵向连接筋”的组合结构体系，确保了结构稳定和安全、高效施工。创新了粘性土隧道支护结构体系。（2）优化了高含水率粘性土隧道施工方法，提出并形成了“留核心土微二台阶五步开挖”国家级工法，制定了合理台阶长度和关键控制工序，有效控制了浅埋粘性土隧道地层沉降，加快了施工进度。攻克了高含水率粘性土隧道变形大、易坍塌的技术难题。（3）提出防冻隔温系统与完善的防排水系统相结合的严寒地区隧道冻害防治设计方案，结合天恒山施工解决了防冻隔温系统表面铺设法施工工艺，现场测试表明防冻隔温效果良好。有效解决了隧道冻害技术难题。