隧道为双洞分修特长隧道，右洞起讫桩号为K52+550～K56+145,长3595m；左洞起讫桩号为ZK52+550～ZK56+170,长3620m；隧道路线纵坡为-0.83%。
隧道区属于新华夏系构造体系，区域构造的主体是北北东，北东向褶皱及其伴生断裂，以长期不均衡的上升运动为主，具有背斜紧密，向斜宽缓特点。中兴隧道位于天星～高谷逆断层北西翼，巷口向斜南东翼。区内构造较简单，总体为一单斜构造，线路区岩层走向顺线路发展略有变化，呈宽缓Z字型，局部发育小柔皱，岩层走向多为N10～40°E，倾向NW，倾角25～60°,一般为40～55°,局部达72°。
在隧道中部，里程桩号K52+820附近，岩层走向由N75°E转至N48°W，倾向由345°转至42°,倾角由38°转至72°,摺曲带宽约20～30m。
在桐梓红花园组地层中发育一平移断层，穿越路线桩号K51+000,断层走向236°,与线路交角约28°。断层倾向北西，倾角约55°,断层破碎带约100m，据钻探揭露，断层破碎带内岩体极破碎，页岩呈土状，夹碎颗粒、薄片状页岩，灰岩呈碎块状，岩溶发育，揭露较多小溶洞，溶蚀裂隙，小溶洞、溶蚀裂隙多被黄色粘土充填。