Hình dạng mặt cắt ngang hầm ngồi việc phải thoả mãn những yêu cầu về khai thác cịn phải hợp lý về phương diện chịu lực, phù hợp với những đặc điểm của vật liệu dùng để xây dựng vỏ và phương pháp thi cơng. Mặt cắt ngang hầm thường chọn theo những nguyên tắc sau:
1. Trục của vỏ hầm phải là đường cong trơn, khi đĩ sẽ tránh được đáng kể việc tập trung ứng suất, tránh được sự xuất hiện các vùng biến dạng dẻo tại vị trí tiếp xúc giữa địa tầng và vị trí gẫy gĩc;
2. Khi tải trọng thẳng đứng chiếm ưu thế, vịm phải đủ cao và cĩ dạng gần với đường parabol bậc hai, đỉnh vịm cĩ độ cong lớn hơn phần dưới;
3. Khi vỏ chịu áp lực bên thì tường cũng nên cĩ dạng cong hướng về phía địa tầng. Vỏ hầm cĩ dạng đường cong ba hoặc năm tâm;
4. Trong địa tầng khơng ổn định, đặc biệt là địa tầng ngậm nước, áp lực lên hầm từ mọi phía, hợp lý hơn cả là vỏ hầm cĩ dạng kín, cĩ vịm ngửa;
5. Thuận lợi trong thi cơng, sử dụng ván khuơn và các thiết bị tiêu chuẩn trong thiết kế.
Từ những phân tích trên và ở các chương trước nhận thấy khi xây dựng
đường hầm qua vùng đất yếu, cĩ mực nước ngầm thường xuyên khi đĩ áp lực địa tầng, áp lực thuỷ tĩnh tác dụng mọi phía lên vỏ hầm, kết cấu vỏ hầm dạng trịn là kết cấu ưu việt nhất trong điều kiện địa chất thuỷ văn như thế. Ngồi ra với mặt cắt ngang dạng trịn tiến độ thi cơng sẽ nhanh chĩng khi được cơ giới hố trong thi cơng bằng cách lắp ghép các cấu kiện đúc sẵn. Tuy nhiên do nằm trong nước ngầm nên giải pháp chống thấm cho kết cấu lắp ghép phải được xem xét cẩn thận.