隧道主要通过地层为第四系上新统风积砂质黄土及白垩系下统砾岩夹泥岩。隧道所处大地构造部分属于华北地台，内蒙台隆的凉城断隆和阴山断隆的交界地段，由于成岩作用差，山体岩层较破碎，岩体节理裂隙较发育。隧道进口黄土取样分析，湿馅性为I级非自重。隧道洞身主要通过地层为砾岩夹泥岩，泥岩具有膨胀性，按中等膨胀考虑。