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Des connaissances précises sur la structure et la qualité de la roche sont essentielles à la construction des tunnels. Les données géologiques récoltées peuvent influer sur le tracé, sur les travaux de percement et sur les chances de réussite du projet. Au Gothard, les formations rocheuses abruptes, principalement du gneiss et du granit, posent des difficultés particulières. Des forages permettent de sonder les zones instables de Clavaniev et en particulier du synclinal de Piora. La qualité de la roche est surveillée en permanence, même durant les travaux de percement. Les résultats obtenus amènent les géologues à revoir constamment leurs modèles.
« La roche s'avère dans l'ensemble moyennement propice au percement, les zones triasiques peu propices. »Office fédéral des transports, rapport géologique préliminaire, ligne du Splügen, p. 32, 28.02.1975