隧道位于既有铁路天棚至察汗诺车站之间,增建二线线路跨布哈河、鲁茫曲于青海南山山前新设天峻站后以32.605km的隧道穿越青海南山（隧道进口高程为3380.75，出口高程为3324.05），沿肯德仑沟接入察汗诺。线路在此段一次取直，区间长度39.084km，废弃既有关角隧道。新建隧道为两座平行的单线隧道，线间距40m，均位于直线段上，隧道进口段为8‰的上坡，在岭脊设坡度代数差后，以9.5‰的坡度连续下坡。4#斜井作为正洞辅助导坑,施工过程中作为通风出碴通道,增加工作面改善工作环境。待工程竣工后，在斜井与正洞相接处及井口处各5m范围采用C25砼封堵，井底封堵前先做好斜井与正洞水沟连接，保证斜井内排水畅通。为满足出碴要求斜井内每隔200m左右设置一道20m错车道，与单车道断面以5m直线段渐变过渡。
1.2.2洞口设计
洞口端墙、挡墙采用C20混凝土浇筑,洞门端墙及水沟底露空部分采用M7.5水泥砂浆片石回填密实。
1.2.3衬砌支护类型
隧道均采用曲墙衬砌，其中Ⅱ级围岩地段不设仰拱，底板厚30cm，采用钢筋混凝土。Ⅱ级围岩拱墙衬砌采用C30防水混凝土，底板采用C30防水钢筋混凝土；Ⅲ、Ⅳ级围岩拱墙衬砌、仰拱采用C30防水混凝土，仰拱填充采用C25混凝土填充；Ⅴ、Ⅵ级围岩拱墙衬砌、仰拱采用C35防水钢筋混凝土，仰拱填充采用C25混凝土填充。初期支护喷混凝土采用湿喷工艺。
隧道洞口段拱部采用Φ89超前管棚支护，管棚间加设小导管超前注水泥浆；边墙采用Φ42小导管注水泥浆预加固，基底采用R32N自进式锚杆注水泥浆，锚杆长4m，间距1.0m×1.0m，并配以2榀/m的I16型钢钢架，喷层厚25cm，二次衬砌采用50cm厚钢筋混凝土结构。
VI级围岩拱部设Φ25中空锚杆，长3.5m，间距0.8m×0.8m（环向×纵向），按梅花型布置；边墙设Φ22砂浆锚杆，长3.5m，间距0.8m×0.8m（环向×纵向），按梅花型布置；拱墙喷混凝土厚25cm，拱部设Φ8钢筋网，网格间距20×20cm，拱墙设2榀/m的I16型钢钢架。二次衬砌采用50cm厚的钢筋混凝土结构。
V级围岩拱部设Φ25中空锚杆，长3.0m，间距1.2m×1.0m（环向×纵向），按梅花型布置；边墙设Φ22砂浆锚杆，长3.0m，间距1.2m×1.0m（环向×纵向），按梅花型布置；拱墙喷混凝土厚23cm，拱部设Φ8钢筋网，网格间距20×20cm，拱墙设1榀/m的I16型钢钢架。
IV级围岩加强段拱墙喷混凝土厚25cm，拱部设Φ8钢筋网，网格间距20×20cm拱墙设3榀/2m的I16型钢钢架。二次衬砌均采用45cm厚的钢筋混凝土结构。
Ⅳ级围岩拱部设Φ25中空锚杆，长3.0m，间距1.2m×1.2m（环向×纵向），按梅花型布置；边墙设Φ22砂浆锚杆，长3.0m，间距1.2m×1.2m（环向×纵向），按梅花型布置；拱墙喷混凝土厚12cm，拱部设Φ8钢筋网，网格间距25×25cm。IV级围岩加强段拱墙喷混凝土厚23cm，拱部设Φ8钢筋网，网格间距20×20cm拱墙设1榀/m的I16型钢钢架。二次衬砌均采用40cm厚的钢筋混凝土结构。
Ⅲ级围岩拱部设Φ25中空锚杆，长2.5m，间距1.2m×1.5m（环向×纵向），按梅花型布置；边墙设Φ22砂浆锚杆，长2.5m，间距1.2m×1.5m（环向×纵向），按梅花型布置；拱墙喷混凝土厚8cm，拱部设Φ8钢筋网，网格间距25×25cm。二次衬砌采用35cm厚的钢筋混凝土结构。
Ⅱ级围岩拱墙喷混凝土厚5cm，若遇到特殊地质段，拱部局部设Φ25中空锚杆。二次衬砌采用30cm厚的钢筋混凝土结构。
1.2.4防水及排水设计
1.2.4.1隧道防排水原则
招标文件要求按“以堵为主、限量排放”的防排水原则进行组织。
1.2.4.2洞内防排水措施
全隧道设双侧高式防排水，两端洞口各2000m范围内设保温水沟；拱墙环向设Φ50mm盲沟，中等富水地段8m，其他地段5-20m；两侧墙壁角纵向设Φ80mm盲沟，将衬砌水沟汇入侧沟；中等富水地段全断面EVA复合防水板，其余地段拱墙设防水板；环向施工缝设外贴式止水带和中埋式止水带，纵向施工缝设外贴式止水带和钢边橡胶止水带；断层地段采用预注浆加固地层并止水。
1.2.4.3洞外防排水
关角隧道水量大，为保证排水工程的永久可靠，本隧道洞外排水方式按泄水洞方案进行设计。泄水洞长度2122m，由1002m长的暗洞和1120m长的涵洞组成，出口保温暗管采用Φ100cm承插式钢筋砼圆管，涵洞顶部填土厚度为3m。
1.3 气候、水文地质状况
从纵断面图分析，洞身及斜井通过地层主要志留系、石炭系、二叠系、三叠系、以及各时期的侵入岩体，其岩性主要有混合片麻岩、片岩、混合岩、砂岩、灰岩、大理岩、板岩、变质砂岩、花岗岩及闪长岩及进口段第四系全新统砂质黄土等。上述岩层多以断层接触及角度不整合、整合接触、侵入接触等几种型式接触。石炭系、二叠系、三叠系原生层理裂隙、次生构造节理、裂隙、表层风化节理、裂隙及其张开性均良好。
