隧道位于湘西北武陵山脉腹地，初设路线讫桩号为K8+260至K11+505，隧道全长3245m，为直线型单洞傍山长隧道。洞底设计标高(进口)377.3m～(出口)414.1m，隧道纵坡度为-3.0%。
1.3.2 工程地质条件
　　　该隧道处于低山丘陵及发育期间的河谷阶地地貌。山脉走向自南西向北东方向展布，山峰陡峭兀立，构成鳞脊状山岭，山岭最高处为土福界，高程954.8m，其构成阳河溪与索溪谷的自然分水岭，相对高度500m，溪谷两岸分布有二、三级洪（冲）积阶地，宽度10余m至100余m。上覆第四系地层，分布于进、出口地段，岩性为填筑、种植土、亚粘土及碎石类土。填筑土，分布于隧道进、出口前的村级公路上，结构稍密～中密，厚度较小，一般0.8～2m;种植土，暗褐色，厚度一般仅0.3～0.6m；亚粘土，黄褐色，稍湿，硬塑状，土质不均匀，下部夹有砂岩、贝岩强风化角砾、块石，厚度0.7～0.8m；漂石、漂石夹块石，色杂，粒径一般0.2～0.5m，含量50～80%不等，次棱角～棱角状，充填物为粉土及角砾，稍湿～饱和，结构松散～中密。下覆土层为泥盆系志留系地层。泥盆系为石英砂岩、砂岩，灰色、浅灰色夹灰黄色、深灰色，细粒结构，中厚层状～厚层状结构，夹泥质砂岩、粉砂岩或沙质页岩薄层。强风化层厚1.70m左右，以下为弱风化。弱风化石英砂岩岩性坚硬，岩石饱和单轴极限抗压强度101～109MPa，垂直或斜交层理的节理裂隙较发育，其产状∠与，构成共轭裂隙（X型）。据区域地质资料，该层厚度＞600m。主要分布于K9+300左右（地表）以北，推测在深部隧道部位桩号K10+110左右以北。志留系地层：页岩，紫色、青灰、灰绿等色，泥质结构，薄层状结构。强风化层厚3.10～4.00m，节理裂隙发育；以下为强风化层，节理裂隙较发育，以顺层裂隙为主，次为垂直裂隙或斜交层理的裂隙，裂隙多数紧闭平直，充填泥质;泥质粉砂岩夹粉沙质泥岩，紫红色、青灰色，粉沙质结构或泥质结构，中厚层状结构，在（K8+710左8m）孔中深93.50m揭露此层，为微风化层，节理裂隙较发育～不甚发育。志留系也上伏泥盆系呈假整合接触，据区域资料，该层厚度＞1694m。
1.3.3 区域地质构造
　　　线路区域地质构造处于湘西北区东岳观～三官寺向斜南西部转折（扬起）端，总体呈单斜构造，岩层倾向北西（~），倾角~。区内未发现大的断裂构造与褶皱构造，仅见节理裂隙构造，个岩层间未整合接触与假整合接触，整合白垩系、第四系与下伏地层呈不整合接触。泥盆系石英砂岩、砂岩岩性坚硬呈刚性，发育二组（X型）高角度的垂直或近似垂直剪切裂隙，其产状为∠与，为岩体切割成岩块、成独立的高耸岩柱 ，构成武陵源～张家界独特的岩柱景观，志留系页岩、沙质页岩显柔性，发育顺层及斜交（或垂直）层面的节理裂隙，多被泥质充填，延伸不远。本区新构造运动表现为区域性缓慢上升，山间河流深切侵蚀。