隧道主要穿越二叠系、石炭系等地层，其中页岩、泥质灰岩、炭质页岩、砂岩为主的非可溶岩段落长度为4368m，灰岩为主可溶岩段落长度8356m。灰岩地段地表洼地、落水洞、溶洞、消水洞较发育，为地下水下渗汇集提供了有利条件，加之隧区岩溶中等～强烈发育，岩溶水较丰富，具不均一性，分布无规律性。

2.2地质构造

隧区大地构造分区贵阳-捞村属于扬子地台之滇黔鄂台褶带，属贵阳—捞村段属南北向构造体系。主要构造形迹有紧密褶皱、复向斜、箱状背斜、鼻状背斜和同向压性断层、压扭性断层、张性断层。

隧道穿越区域构造为水利背斜。受区域构造影响，隧道经过地段发育3条次级断层：地莪1#逆断层、水银正断层及朝阳逆断层。其中水利背斜为一箱式宽缓背斜，背斜轴部岩层产状平缓，走向约S11°W，轴部长约27km。背斜核部岩性为石炭系下统大塘阶上司段（C₁d²）灰岩和石炭系下统大塘阶旧司段（C₁d¹）的上段页岩夹泥质灰岩、炭质页岩及下段泥质灰岩夹页岩、炭质页岩、砂岩。5处可溶岩与非可溶岩接触带。