水頭隧道位于渾源縣南榆林鄉東圪坨鋪村至東水頭村,隧道所

穿越的山體為六棱山南麓覆蓋厚層黃土的基巖殘丘區，隧道左線全長2853米，右線全長2765米。隧道應急停車帶2處，車行橫洞個，人行橫洞7個。隧道單洞總里程為5618米。隧道區內地形起伏較大，濕陷性黃土分布較多，南北溫差大，屬高寒地區的長隧道。