据地面地质调查及钻探揭露，隧址区出露地层从上到下依次为：第四系路基填筑素填土、碎石土和含碎石亚粘土；志留系茅山组中段岩屑石英砂岩，岩屑砂岩，局部夹薄层黏土岩、泥质砂岩。
强风化岩屑砂岩或石英砂岩呈碎块状，竖向裂隙较发育，裂隙中有粘土填充。粘土岩、泥岩质地较软，手指可划痕，属于软质岩石，具有遇水软化和弱膨胀特点。
地质构造为一轴向东西的背斜构造，背斜核部由志留茅山组地层组成，地貌表现为负地形。
而背斜两翼如兰右山、梯子山相对抬升，表现为丘陵山地。
由于背斜轴向东西，褶皱形态舒缓，在梯子山出露的基岩，走向多为东西向，向西南微倾，倾角一般为2-6度。局部地段因存在小型褶皱，地层产壮稍有变动。
