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。