Geologie des Katzenbergs
Die Gesteins- und Gebirgseigenschaften des Katzenbergs wurden vor Beginn der Tunnelbauarbeiten intensiv untersucht. Erkundungsbohrungen lieferten wichtige Hinweise auf die Festigkeit der anzutreffenden Gesteine, die Verwertbarkeit des Ausbruchmaterials und die hydrologischen Eigenschaften des Berges. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse konnte anschließend das geeignete Vortriebsverfahren ausgewählt werden.
Der Tunnel verläuft in einer Tiefe von 25 bis 110 Meter unter der Geländeoberfläche. Die geringste Überdeckung wird in Bad Bellingen und Haselbach erreicht, die größte südöstlich von Bad Bellingen. Im Markgräfler Hügelland trifft man überwiegend auf weiche Gesteinsschichten wie zum Beispiel Ton-, Kalk- und Sandstein sowie unterschiedliche Mischungen dieser Komponenten. Anders als beispielsweise beim Bau der Alpentunnel weist dieses Gestein kaum stützende Komponenten auf. Der Tunnelvortrieb musste deshalb in kleinen Abschnitten erfolgen, wobei unmittelbar nach dem Ausbruch eine stützende Auskleidung eingebaut wurde.
Zudem galt es zu berücksichtigen, dass der Katzenbergtunnel auf seiner ganzen Länge unter dem Bergwasserspiegel liegt. In Verbindung mit der geringen Gesteinsfestigkeit und der Wasserempfindlichkeit einzelner Schichten spielte das Wasser für den Tunnelbau eine große Rolle. So wurde während des Tunnelvortriebs der Bergwasserspiegel vorübergehend abgesenkt, um den Ort des Ausbruchs, die so genannte Ortsbrust, möglichst trocken zu halten. Nach der Fertigstellung des Tunnels soll der Grundwasserspiegel wieder seine ursprüngliche Höhe erreichen. Für die Statik der Tunnelröhren bedeutet das, dass sie sowohl dem Gebirgsdruck als auch dem vollen Wasserdruck standhalten müssen.