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早在19世纪末期，美、英、法等国家就先后打算过要在中国从四川修一条铁路到云南，并进行过一些勘察工作。20世纪三、四十年代，国民党政府也有过这样的计划，并断断续续地做过一些勘察工作。但是，面对沿线那恶劣的地质条件，这一愿望始终没有能够实现。

1964年10月，地质勘测队伍拉进成昆铁路沿线之后，原本热情高涨的地质队员发现，他们所面临的任务并不是单纯依靠热情就可以完成的。特别是一些主要的技术人员心里很清楚，成昆铁路为何会几上几下。他们由此心里也更加清楚，自己肩上所肩负的重量确实不轻。

铁路建设共分四个阶段：选线、定测、施工图和施工。铁路部门一开始交给地质勘测人员的任务是定测，但地质队员到了现场，简单进行了一些勘察工作后，就发现了问题：

成昆铁路线路所经过的地区地质构造运动频繁，断裂等各种灾害性地质问题极其发育。该线所经过的牛日河、安宁河、雅砻江、金沙江和龙川江大都是沿着或平行大断裂发育的构造河谷。很多古断裂的继承性活动明显。由于受新构造运动的影响，全线有500多公里位于地震烈度7到9度的地震区，其中8到9度的有200多公里。在这些新构造运动强烈区，连一些第四系地层都有大量的褶皱和断裂。沿线按地质年代从老到新各种地层都有出露，沉积岩、岩浆岩、变质岩三大类岩性种类齐全。岩层受构造运动的影响，大都比较破碎，所构成的山体很不稳定。滑坡、崩塌、泥石流、以成都粘土和昔格达等为代表的软弱地层以及含盐、含硝、含石膏等特殊地层随处可见，这些特殊地层中硫酸盐对钢筋混凝土和围岩有着很强的腐蚀性，沿线的岩溶地质和地下水也很发育，还有川中盆地湿热区，大渡河、金沙江峡谷干热区和滇中高原温和区。

地质勘测队员在勘测中还发现，原选定的路线上不良地质构造太多，岩层复杂，几乎没有一块好地方。据后来的统计数据反映，成昆铁路全线大的滑坡有183处，危岩落石近500处，崩塌约100处，岩堆200多处，泥石流沟249条，其他灾害性地质问题更是层出不穷。

铁道设计部门在工程地质勘察力量有限，在选线时对很多工程地质问题的危害性估计不足，他们在听取地质部门的意见后，也意识到了问题的严重性。

为了保障这条具有深远战略意义的钢铁大动脉的安全畅通，地质部门的技术人员建议将定测改为补定测，也就是说要对线路进行较大幅度的调整。

他们在报告中说：地形是死的，地质条件复杂是现实的，如果不科学地遵照自然规律办事，成昆铁路就有可能再一次中途下马的可能。唯一的方案就是“地质牵头”，解决工程地质问题，为铁路建设提供基础保障。

铁道部门接收了这个建议。

每一个地质队员都意识到，任何一个细小的工程地质问题都不是孤立存在的，它和一个地区所处的大地构造位置、构造特性、地层、岩性、岩浆活动、水文地质情况等都有着密不可分的联系。然而，他们心里都明白，中国区域的地质调查才起步不久，多发达地区都还属于地质空白区，更不用说川滇交界的这种经济落后、地势险要、人烟稀少的地区了。

这里不仅仅最基础的地质资料欠缺，连中小比例尺的地图都很少。地质人员为了能够科学地分析一些工程地质问题，他们一边在铁路沿线开展线路调查，一边还要投入大量的人力和物力进行基础地质工作，从细微之处了解不同地质之间的内在联系和本质区别。

地质队调查滑坡，就必须弄清楚它的滑动带，而要弄清它的滑动带，就必须首先用钻机搞清楚滑坡体。

南江大队和北江大队为了调查和处理滑坡打下很多钻孔，调查了很大面积的地质情况，调查滑坡体的规模，预测下滑的速度。

勘测队的钻机运输困难，他们就充分利用江河运输，但也付出沉重的代价。有一次，北江大队要把钻机搬到牛日河的对岸，附近没有渡船，为了赶工期，大家就自己动手用木头编了一个木排。但是他们上去以后才发现，水流太湍急了，可是已经无法再退回去，钻机又很重，到了河心时木排翻了，造成两名队员牺牲了，其中一名是机长。据统计，北江大队为此先后有四名队员付出年轻的生命，南江大队也有队员为此牺牲

一名地质队员说，铁路线路可以改线，但是调查人员却不能够改线，无论山多高，水多深，地质队员都别无选择地去征服。有一次，南江大队地一个侧区正好经过麻疯病区，地质队员也毫不犹豫地走了进去，赢得当地群众的交口称赞。

针对小的滑坡体，地质人员还提出了治理为主的方案。他们在攀枝花支线勘测到了一群规模不是很大的连续滑坡体，就建议施工部门采用梅花形挖孔桩，都是1至2米见方的桩，然后用钢钉铆起来，抑制了滑坡体的进一步活动。地质队面临的另外一个隐藏很深的杀手是泥石流，这种地质灾害的防止往往需要对历史上的泥石流规模、发生次数作详细的调查研究。

地质队员们通过加强基础地质方面的研究，了解了泥石流的发布和发展规律，查清并划分了当地泥石流的类型。细心的地质队员针对不同的泥石流类型，分别提出了阻挡、疏导、避绕等不同的方案，降伏了暗藏在山谷深处的一条条泥石流沟。地质队在勘测中发现，成昆铁路沿线地层破损山体不稳定，危岩落石几乎到处都是，很频繁。小的落石可能只对个人造成人身伤害，大的落石就有可能对线路和行车造成较大威胁。

在勘察过程中，南江大队一名山地工就牺牲在落石下面，还有一台100型钻机就曾经遭到落石的袭击，造成整个钻机完全被毁。北江大队的张佰禹，有一次从悬崖上摔下来，幸好挂在树上保住了生命，还有一次，他被一块落石打在脑袋上，造成了脑震荡。地质队员知道，这类自然灾害很难从根本上治理，主要方法就是规避它。当然，如何规避，需要地质人员查清区域地质情况后才能决定。

成昆铁路沿线经过的地区很多地段根本就没有人烟，那里有什么历史记载，调查更是无从谈起，但地质队员还通过屈指可数的地方史料中查找出有用的资料。比如从“黎明一望满城平”的诗句中查询1850年发生在西昌一带的7.5级地震后的情景，采访当地人说，那次地震强度达到了10度，县城附近地崩山裂，建筑物几乎倒塌殆尽；他们还从《峨眉县志》上看到1786年当地的一次地震的记载：“地震相继数日，忽大渡河山崩水溢，水势高至数丈，居民没有千余人家，沿河市场一洗尽净。”而他们还了解到，在当时还属于云南省永仁县的鱼鲊一带，在1955年就发生过一次震级6.8，震中裂度9度的地震，当时造成沙滩和山地开裂，岩壁崩落，房屋倒塌，人烟伤亡数百。这样规模的地震对铁路线路的破坏性不言而喻。地质人员为了铁路线路的安全，从零开始，对铁路沿线的地壳活动进行了大量的研究。他们对已经研究清楚的活动地震带，要么提出了改线方案来进行规避，要么提出在地基处理上加大抗震防范措施。

地质队认为，软弱地层是工程建设中遇到的另一个难点。成昆铁路沿线上的成都黏土、昔格达地层、龙街粉砂岩、元谋组淤泥质软土等软弱地层广泛分布。地质队进一步勘测后发现，其中昔格达地层为第三系的一套黄色粉砂岩，主要分布在云南的龙川江一带。这种岩石二氧化硅的成分很低，高岭土含量高，属于很特殊的地层。他们清楚，这种岩性在水中的时候很坚硬，但是一旦离开水就会变得疏松、崩解，这套地层由于受新构造运动影响强烈，断层、节理纵横交错。地质队员们为了弄清楚昔格达地层的岩土力学特征，他们把实验室搬到了野外一线，并通过大量的承载力实验和干燥变异系数的研究，最后成果拿出了解决方案。

地质队勘测时还发现，成昆铁路沿线地下水很发达，这些地下水会形成涌水，进而造成隧道塌方事故。他们还专门作出统计，比如白石岩3号隧道，日涌水竟然高达3.84万立方米，沙马拉达隧道的日涌水也达到了1.96万立方米。

勘察情景，地质人员根据隧道所处的地形、地质构造、岩性特征和地下水露头等情况，分析、研究了可能发生大量涌水的部位，测算了涌水量。在此基础上，他们提出了采取排、截、堵相结合的预防和治理方案。