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大伙房水库输水工程隧道主洞线长85.4km,穿越的地层有太古界混合片麻岩;元古界石英岩、大理岩;中生界的火山熔岩、角砾岩、凝灰岩及砂岩、页岩,亦出露有燕山期正长斑岩。洞线将穿越26条较大断层,24条中小断层,岩石节理发育,以NE45°、NW340°两组节理为主。地下水以基岩裂隙水为主,大理岩断层附近的的涌水量较大。依据力学性质、构造面发育程度、风化程度、地下水影响程度,洞线各岩组段可划分为五类岩体,即坚硬块状岩体、半坚硬块状岩体、较坚硬碎块状岩体、层状软性岩体、松散状岩体。主洞线以此标准划分为11个工程地质条件不同的岩段。