包括隧道選線(xiàn)、縱斷面設計、橫斷面設計、輔助坑道設計等。

　　選線(xiàn)根據線(xiàn)路標準、地形、地質(zhì)等條件選定隧道位置和長(cháng)度。選線(xiàn)應作多種方案的比較。長(cháng)隧道要考慮輔助坑道和運營(yíng)通風(fēng)的設置。洞口位置的選擇要依據地質(zhì)情況?？紤]邊坡和仰坡的穩定，避免塌方。

　　縱斷面設計沿隧道中線(xiàn)的縱向坡度要服從線(xiàn)路設計的限制坡度。因隧道內濕度大，輪軌間粘著(zhù)系數減小，列車(chē)空氣阻力增大，因此在較長(cháng)隧道內縱向坡度應加以折減?？v坡形狀以單坡和人字坡居多，單坡有利于爭取高程，人字坡便于施工排水和出碴。為利于排水，最小縱坡一般為2‰～3‰。

　　橫斷面設計隧道橫斷面即襯砌內輪廓，是根據不侵入隧道建筑限界而制定的。中國隧道建筑限界分為蒸汽及內燃機車(chē)牽引區段、電力機車(chē)牽引區段兩種，這兩種又各分為單線(xiàn)斷面和雙線(xiàn)斷面。襯砌內輪廓一般由單心圓或三心圓形成的拱部和直邊墻或曲邊墻所組成。在地質(zhì)松軟地帶另加仰拱。單線(xiàn)隧道軌面以上內輪廓面積約為27～32平方米，雙線(xiàn)約為58～67平方米。在曲線(xiàn)地段由于外軌超高車(chē)輛傾斜等因素，斷面須適當加大。電氣化鐵路隧道因懸掛接觸網(wǎng)等應提高內輪廓高度。中、美、蘇三國所用輪廓尺寸為：?jiǎn)尉€(xiàn)隧道高度約為6.6～7.0米、寬度約為4.9～5.6米；雙線(xiàn)隧道高度約為7.2～8.0米，寬度約為8.8～10.6米。在雙線(xiàn)鐵路修建兩座單線(xiàn)隧道時(shí)，其中線(xiàn)間距離須考慮地層壓力分布的影響，石質(zhì)隧道約為20～25米，土質(zhì)隧道應適當加寬。

　　輔助坑道設計輔助坑道有斜井、豎井、平行導坑及橫洞四種。斜井是在中線(xiàn)附近的山上有利地點(diǎn)開(kāi)鑿的斜向正洞的坑道。斜井傾角一般在18°～27°之間，采用卷?yè)P機提升。斜井斷面一般為長(cháng)方形，面積約為8～14平方米。豎井是由山頂中線(xiàn)附近垂直開(kāi)挖的坑道，通向正洞。其平面位置可在鐵路中線(xiàn)上或在中線(xiàn)的一側（距中線(xiàn)約20米）。豎井斷面多為圓形，內徑約為4.5～6.0米。平行導坑是距隧道中線(xiàn)17～25米開(kāi)挖的平行小坑道，以斜向通道與隧道連接，亦可作將來(lái)擴建為第二線(xiàn)的導洞。中國自1957年修建川黔鐵路涼風(fēng)埡鐵路隧道采用平行導坑以來(lái)，在58座長(cháng)3公里以上的隧道中約有80%修建了平行導坑。橫洞是在傍山隧道靠河谷一側地形有利之處開(kāi)辟的小斷面坑道。

　　此外，隧道設計還包括洞門(mén)設計、開(kāi)挖方法和襯砌類(lèi)型的選擇等。