湘西武陵山区山高坡陡、河谷深切、植被茂密，地形、地质条件复杂。张吉怀铁路大部分线路走向与区域构造方向平行，存在复杂的岩溶及岩溶水、软弱破碎的岩体、广泛分布的崩塌（危岩体）等系列工程地质问题，区内地质灾害频发，高速铁路的勘察设计及施工难度极大。为确保工程施工运营安全，勘察设计阶段通过综合勘察、专项地质工作、地质选线绕避了风险高、处理难度大的不良地质；对无法绕避的采取适当的工程措施，并在施工现场及时优化调整。针对岩溶及岩溶水，开展岩溶专项勘察查清沿线岩溶分布情况，按“绕避、走高”的选线原则最大程度降低岩溶风险，并针对岩溶隧道的岩溶水识别、特征参数获取、突涌水评价等精细化岩溶勘察进行了研究；施工期间采用综合地质预报控制施工风险，对揭示的大型溶腔采取预留过水通道、基底加固回填等综合处理方案。针对软弱破碎的岩体选择影响范围最小的方案穿越断层，通过调整平纵断面避免出现长大深埋软岩隧道；采取地表袖阀管注浆、管棚超前支护等措施加固岩土体，控制隧道变形。针对大型的崩塌（危岩体）在地质选线阶段均进行了绕避，难以绕避的按“先清、后固、再防”的设计原则进行加固。本项目施工过程中未发生工程事故，自开通以来运营状况整体良好。本线形成“全尺度、全过程、立体化”的勘察设计体系，可为武陵山区规划中的黔吉、石张等铁路的建设提供借鉴。