沿线地层普遍被第四系覆盖，河流阶地、河漫滩为第四系冲积、洪积、坡积黄土、黏性土、粉土、淤泥质土、砂类土及碎石类土。下伏多为沉积岩及变质岩，局部有岩浆岩侵入，线路所经多为砂岩、泥岩、页岩、砾岩、煤层、石灰岩、片麻岩、角闪岩、石英岩，伴有安山岩、玄武岩、流纹岩等侵入岩。按地层由新到老分述如下：
⑴第四系（Q）：地层多为冲积、洪积、坡积、残积的黏性土、粉土、砂类土、碎石类土及新黄土。其一为第四系全新统人工堆积层（Q4ml）：杂填土，颜色较杂，主要成份为沥青及混凝土路面和碎石垫层、建筑垃圾、黏性土、碎石等，稍湿～湿，稍密～密实，该层分布连续，层厚0.6～3.2m。其一为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）：①粉质黏土，分布不连续，层厚0.0～3.4m；②粉砂，分布不连续，层厚0.0～19.5m；③细砂，分布不连续，层厚0.0～20.0m；④中砂，分布连续，层厚0.0～13.8m；⑤细圆砾土，分布连续，层厚0.0～3.5m。
⑵白垩系（K）：主要分布在西两家、波罗赤一带，以砂岩、砂砾岩、页岩、油页岩煤层等沉积为主。
⑶侏罗系（J）：主要分布在北票盆地，岩性以泥砂质胶结的砂岩、页岩、砾岩、角砾岩、煤层为主。
⑷寒武系（∈）：主要分布于**李家窝铺、建平中王家附近，岩性以灰岩、页岩、砂岩为主。
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⑸元古界（Pt）：主要分布于**西南建平以东一带，岩性以灰岩、白云岩石英砂岩、砾岩为主，石英砂岩、砾岩以硅质胶结为主，中厚层状，为硬质岩石。
⑹太古界（Ar）：主要分布于建平一带，岩性以片麻岩、角闪岩、麻粒岩、石英岩等为主。
⑺燕山期火成岩：主要分布于**～喇嘛洞山一带，岩性以安山岩、流纹岩、玄武岩等为主。
1.2.2地质构造
线路经过区域大地构造单元属于中朝准地台之内蒙地轴和燕山台褶皱，通过其次级构造宁城断凹和**穹褶断裂，区内燕山运动形成的北北东向。北东向断裂较发育，区内盆地为上叠式，构成中生代大平房—烧锅杖子盆地、喀左盆地等呈北东向雁行式排列的上叠式盆地。
该区域在长期的地质演化中，经历了多期构造运动，形成了特征各异的断裂构造，特别是印支－燕山期以来，受太平洋活动带影响，形成了一系列北东、北北东、北西、北西西的断裂构造。并有逆冲断层和推覆体构造。这些构造基本以正断裂、逆断裂为主，并有平移断裂。
1.2.3特殊岩土
沿线特殊土主要类型为填土、软土、松软土、新黄土，分述如下：
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⑴软土：沿线存在流塑黏性土及淤泥黏性土，力学性能较差、固结度较差，为高压缩性土，厚度为0.5-2.5m,对工程有一定影响。局部低洼地段也存在软土，对工程影响较大。
⑵松软土：沿线多段表层为松散的粉砂，细砂及稍密的粉土，工程性质较差，承载力较低，不适合作为路基天然地基，建议予以处理。
⑶人工填土：沿线穿过城区，在地表普遍发布杂填土层，由于堆积年代较短，密实程度不一、厚度不等、成分复杂等特点，表现为物理性质不稳定，力学性质较差，强度较低等特点。
⑷新黄土：沿线新黄土分布较广，大部新黄土具有湿陷性。 沿线地层普遍被第四系覆盖，河流阶地、河漫滩为第四系冲积、洪积、坡积黄土、黏性土、粉土、砂类土及碎石类土。下伏多为沉积岩及变质岩，局部有岩浆岩侵入，线路所经多为砂岩、泥岩、页岩、砾岩、煤层、石灰岩、片麻岩、角闪岩、石英岩，伴有安山岩、玄武岩、流纹岩等侵入岩。沿线不良地质现象主要有：崩塌、落石、泥石流、水库坍岸、滑坡及不稳定斜坡。沿线挖方地段较多，局部挖方地段岩层走向与线路走向基本一致，倾角23°～60°，特别是有地表水渗入或地下水的作用时，倾向线路一侧在开挖时易产生顺层滑动。该段路堑设计时边坡需放缓，并应加强地表排水，必要时采取锚固及支挡措施。
1.3水文地质地貌
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地表水：本区的地表水主要为大凌河及其支流等，主要受大气降水、融雪、地下水补给，长年有水。大凌河是辽西最大河流，上游分南北两支。南支发源于辽宁省建昌县，北支发源于河北省平泉县，两支汇合于喀左县城附近，流经**市、北票市、**、凌海市后在凌海市的南圈河与南井子间注入渤海。
地下水：本区的地下水按赋存条件和含水介质不同，可划分为第四系孔隙潜水、碳酸盐岩类裂隙潜水、基岩裂隙水，补给来源主要为大气降水与地表径流。水位埋深一般在1.5～10.0m；水位随季节影响而有所变化，变幅1.0～2.0m。
⑴第四系孔隙水：主要赋存于大凌河及其支流河流阶地及山前地带的沙层、卵砾石层，含水层一般较厚，地下水位埋藏浅，一般1-5m，含水条件好，水量丰富，水质良好，主要依靠大气降水和河流补给。
⑵碳酸盐岩类裂隙水：分布于辽西丘陵、山区的可溶性碳酸盐岩地层，其在构造和流水作用下，裂隙、溶洞较发育，形成了水量较丰富的裂隙水，主要赋存于寒武、奥陶系灰岩、白云质灰岩等可溶性岩石裂隙溶洞中，水质一般良好，为裸露型裂隙水。
⑶碎屑岩类孔隙裂隙水：分布面积较大，地形多为台地。含水层为白垩系、侏罗系砂岩、砾岩、页岩夹油页岩，赋水空间上部为风化孔隙裂隙，
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