大梁隧道全长10942m，隧道进口里程为DK124+720，出口里程为DK135+662。洞内纵坡为人字坡，自进口至出口依次为：5100m的8.4‰的上坡、5842m的3‰的下坡。隧道进口位于直线上，出口位于曲线上。
隧道设置施工辅助坑道斜井及平导各1座。斜井：位于DK128+300线路左侧，斜井平距770m，洞身最大坡度8.325%，综合坡度7.37％，与隧道小里程方向夹角为46°46’，采用单车道无轨运输设计；平导：位于隧道出口，长度2400m，与左线线路中线相距30m，采用单车道无轨运输设计。
隧道设计基本为Ⅲ级围岩，其中：Ⅲ级围岩10740m，Ⅳ级围岩70m，Ⅴ级围岩132m。