El túnel de Vilavella consta de dos tubos con una longitud de 902 m y 869 m. Ambos tubos son de vía única, de sección circular truncada de 52 m2 de sección interior.
Los litotipos diferenciados a lo largo de los túneles corresponden tanto a granitos como a unidades sedimentarias parcialmente metamorfizadas por la intrusión de los granitos. Respecto a los materiales plutónicos, el único material afectado corresponde al denominado granito de A Gudiña.
Para las rocas más duras, se utiliza el método de perforación y voladura, y para las litologías más blandas, retroexcavadora provista de martillo hidráulico, excavando según el NATM aplicando sostenimientos basados en hormigón proyectado, bulones, mallazo y cerchas.
Una vez completada la excavación y sostenimiento de los túneles se ejecutará un revestimiento de hormigón encofrado en un espesor mínimo de 30 cm.
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