隧道位于天水市秦安县郭嘉镇西北，隧道穿越黄土梁峁地区，进口紧邻天巉高速公路匝道，出口位于背后沟。地面高程一般1340～1650m。自然坡度约20°～45°，沟谷深切，多呈"V"字型，山坡上多为风积黄土覆盖，部分斜坡下部及沟心出露第三系泥岩。隧道洞身最大埋深140m。隧道起讫里程为IDK827+931.1～IDK833+062，全长5131.386m，长链0.486m。除洞身1716.717m位于R-9004.600m的曲线上，其余段落均位于直线上；纵坡依次为3‰、22%的单面上坡。
郭家镇隧道区域地质构造上地处陇西系内旋褶带。震旦系片岩受多次构造运动影响，结构面密集。晚第三纪以来,区内新构造运动较为活跃，表现为河谷阶地上升显著，现代河流侵蚀、下切明显。上第三系泥岩受侵蚀作用影响，厚度变化较大。
2.2.技术标准
⑴铁路等级：客运专线；
⑵正线数目：双线；
⑶最大坡度：一般20‰，困难30‰；
⑷最小曲线半径： 3500米；
⑸牵引种类：电力；
⑹到发线有效长度：650m；
⑺列车运行控制方式：自动控制；
⑻行车指挥方式：综合调度集中。
2.3.主要工程内容及数量
郭家镇隧道总长5131.386m，其中Ⅳ级围岩3625m，Ⅴ级围岩1506.386m，斜井1座，主要工程数量见附表1。
3.地质特征
3.1.工程地质特征
1、地层岩性
隧道通过区德地层主要有第四系、上第三系、震旦系地层，详述如下：
（1）第四系全新统（Q4）
1）黏质黄土（Q4a13）：黄褐色，主要分布于隧道进口郭嘉镇河一级阶地区，厚度约28m，土质均匀，坚硬一硬塑，⑾级普通土，б0﹦120KPa，具湿陷性。
2）黏质黄土（Q4s13）：褐黄一棕黄色，主要分布于隧道进口及洞身顶部，为滑坡错落堆积体，厚度约10-30 m，黏质黄土为主，夹棕红色泥岩角砾，坚硬一硬塑，⑾级普通土，б0﹦100KPa
3）细圆砾土（Q4a16）：黄褐色，主要分布于隧道进口郭嘉镇河一级阶地区，砾石成份主要以砂岩、片岩为主，呈圆棱状、棱角状、潮湿、稍密一中密，粒径2-10mm占30%，大于20mm约占15%，其余为杂砂和土充填。⑾级普通土，б0﹦400KPa。
（2）第四系全新统（Q3）
1）黏质黄土（Q3a13）：褐黄一棕黄色，主要分布于隧道出口背后沟二级阶地区，厚度约16m，土质均匀，坚硬一硬塑，⑾级普通土，б0﹦150KPa，具湿陷性。
2）黏质黄土（Q3eo13）：褐黄色，主要分布于隧道洞身顶部，厚度约2-20 m，土质均匀，坚硬一硬塑，⑾级普通土，б0﹦150KPa，具湿陷性。
3）粗圆砾土（Q3a16）：浅灰色，主要分布于隧道出口背后沟一级阶地区，砾石成份主要以砂岩、片岩为主、浑圆状、潮湿、中密、粒径20-40mm占30%，大于40mm约占40%，其余为杂砂和土充填。（III）级硬土，б0﹦500KPa。
(3)上第三系(N1)
1）泥岩（N1Ms）：棕红色，隧道洞身主要在该底层穿过，厚度约2-120m以上，成份以黏土矿物为主，泥质胶结，强风化层厚约10-20m，Ⅲ级硬土，б0=600kPa;Ⅳ级软石б0=400 kPa。
（4）震旦系(Z1)
片岩(Z1Sc):青灰色为主，成份以石英、长石为主，含云母，片状构造，片理发育，片理产状：N50°W/80°N。局部有夹红色的变质砂岩。强风化层厚2-12m, Ⅳ级软石б0=600 kPa；Ⅴ级次坚石б0=800kPa。
3.2.地质构造
郭家镇隧道在区域构造上地处陇西系内旋褶带。震旦系片岩受多次构造运动影响，结构面密集。晚第三纪以来，区内新构造运动较为活跃，表现为河谷阶地上升显著，现代河流侵蚀，下切明显。上第三系泥岩受侵蚀作用影响，厚度变化较大。