建设北京城市副中心，与河北雄安新区形成北京新的两翼，是国家的重大决策部署。同时在《北京城市副中心控制性详细规划（街区层面）（2016年—2035年）》中提出 “依托六环路建设功能融合活力地区，形成一条清新明亮的创新发展轴”规划。 东六环高速公路南北穿城而过，其建设的高路基将城市东西割裂，导致多条现况及规划道路无法实现贯通。东六环改造工程设计团队邀请了包括钱七虎、吴志强、崔愷等院士在内的国内顶级专家，在项目前期开展了多轮论证，综合考虑功能区交通出行需求、施工风险及施工期间对周边环境、出行的影响，最终确定东六环改造工程采用隧道方案、盾构法施工，在不破坏地面上河流、草木、建筑的同时，通过地面高线公园建设，“缝合”一度被六环路割裂的城市空间，东六环改造工程成为有机缝合城市空间的“破题一笔”。
盾构隧道洞内
设计采用隧道全寿命健康监测系统
东六环盾构隧道根据隧道工程地质条件及隧道结构设计特点，采用阵列位移计、测缝计、渗压计、柔性土压力计、钢筋计、轴力计、阳极梯、水压力计等先进元器件，对结构变形、荷载内力、结构耐久、周边环境开展了全方位的健康监测。
区别于传统的隧道监测方法，健康监测是利用现场的、无损的、实时的方式采集结构与环境信息，分析结构反应的各种特征，获取结构因环境因素、损伤或退化而造成的改变。
隧道全寿命健康监测系统为工程管理方及相关方提供及时、可靠的数据，给出实时安全预警信息，合理配置隧道养护资源，对隧道的健康状况以及使用寿命进行评估，指导运营，降低成本，保证隧道的运营状态健康和安全，使隧道管理维护更加科学和智能化。
增设空气净化站解决排污问题
东六环隧道位于创新发展轴核心位置，景观要求较高，且位于北运河整体的核心景观眺望节点范围内，高排风竖井造型突兀，影响行政办公区和副中心站的景观视线，也与创新发展轴的定位相矛盾。因此在工程中增加设置空气净化站，可以解决隧道洞口污染物排放问题。
空气净化站与盾构工作井结合设置，站内设置初效过滤器、静电过滤器、活性炭过滤器“三道”净化装置及大型轴流风机作为空气净化站的动力装置，其中初效过滤单元、静电过滤器、活性炭阵列多通道结构等均采用304不锈钢材料。隧道内的污染空气经净化装置过滤后，直接回流到隧道内，不需设置出地面排风井，可最大限度降低对地面景观的影响，实现了绿色减排。
应用热交换技术打造低碳隧道
城市是能源消耗主体，加快城市地热能等清洁能源的利用，可有效降低城市碳排放量、解决环境污染问题。我国隧道工程体量巨大，由于城市的土地资源紧张，传统地源热泵钻孔埋管形式占据大量地下空间，应合理有效结合隧道利用地热能开展能源隧道的建设。
设计团队利用隧道弧形内衬现浇结构，通过预埋HDPE100（SDR11）高密度聚乙烯地源热泵专用管，以隧道轴向30米为一个单元，共布设44个单元、覆盖隧道段800米范围的换热管路，充分利用浅层地热能为隧道运营管理区供热和制冷，打造了低碳高速公路隧道管理区。
在盾构隧道内开展地热交换技术的应用在国内尚属首次，为推动交通运输行业绿色低碳发展贡献了力量。
盾构隧道的同步注浆工艺是控制地层沉降的关键技术之一，针对东六环改造项目高压富水及风险源密集的工程特点，设计团队提出采用水泥水玻璃双液浆在超大直径盾构盾尾同步注浆，拓展了双液浆在盾构隧道同步注浆的应用范围。与传统单液浆相比，双液浆固结时间从8小时缩短到1小时，能快速达到有效强度、补偿地层损失、控制管片上浮的目的，实现了地面沉降的毫米级控制，在穿越风险源过程中，沉降始终控制在3毫米内，管片上浮不超过10毫米，确保盾构施工对地面既有建筑的零扰动，实现了隧道“零渗漏”。
经中国工程院院士钱七虎等专家论证，同步双液注浆技术实践效果显著，科技含量高，属国内首次，填补了我国超大直径水泥盾构隧道同步双液注浆的空白。
多策并举提高隧道纾困能力
东六环改造工程位于北京市通州区，多条河道下游均贯穿此片区，对于平原区城市隧道，解决隧道洞口淹涝问题对保障隧道安全尤为重要。隧道洞口挡水设施采用了道路路基、道路挡墙、U槽段侧墙、挡水土堤等多种方式，对主线洞口之前的U槽段落，采用了水利黏土堤防+平台+U槽的复合道路横断面方式，确保隧道洞口防淹挡水安全，同时避免了隧道地段U槽侧墙过高产生压抑的视觉效果，提高行车舒适度。
东六环隧道为特长隧道，环境密闭，一旦发生火灾排烟散热条件差，导致温度高、能见度低、人员疏散困难、救火难度大，因此设置合理有效的疏散救援通道，是保证火灾发生时人员成功自救与外部快速救援的必要前提。该工程利用隧道两端明挖段设置与盾构隧道下层空间衔接的疏散救援通道，可直通地面，直接与救援中心相连，解决隧道事故时救援车辆及救援人员快速到达事故点的问题，以达到疏散救援快捷高效的目的，极大地保证了隧道内人员的生命安全。
东六环改造工程入选了交通运输部2021年平安百年示范工程、2022年科技示范工程。改造完成后，地面将建设六环高线公园，沿线城市绿心、行政办公区、副中心火车站、宋庄等重要功能与东西向联系将得以加强，进一步缝合城市空间。
