斜井穿越方法成功地解决了黄土梁管道施工难题，确定合理斜井断面是该方法的重要内容。本文以兰州.郑州.长沙成品油管道工程为依托，对斜井开挖过程中的黄土力学问题进行了较为深入地数值模拟研究，得到了适合管道的斜井合理断面形式；分析了不同坡高、坡角几何条件下，斜井开挖后结构变形状况及其对稳定性的影响规律。概括起来，主要研究内容和结果有：　　1.根据穿越区的地质力学条件，利用有限元方法对斜井断面尺寸进行了二维数值模拟。得到了断面拱形角变化及其断面尺寸变化对断面的影响规律。研究综合评价标准，引入了灰色局势决策分析。优选设计方案：拱形角为180°时断面最优；高跨比在0.93～1.2区间时，斜井工程稳定性好，其中高跨比接近1的断面尺寸较佳。　　2.建立了三维数值模拟模型，研究了坡体的几何形状(坡高、坡角)对其稳定性及其斜井围岩变形的影响，分析总结了斜井开挖力学规律，为在实际施工中进行合理的断面支护，优化斜井工程设计提供了理论依据。当坡高80m～90m已达到斜井开挖方案中坡高的极限值；坡角≧55°时，坡体滑动趋势异常明显，需加强支护，尤其坡脚区域。　　3.以陕西某地黄土塬斜井工程为例，利用以上研究结论，对工程设计和施工提出指导性建议。