Трасса тоннелей длиной 3246 м проходит по территории Центрального и Юго-Восточного административных округов Москвы от Почтовых улиц территориального управления «Басманное» через заповедную зону исторического и архитектурного памятника «Лефортово», с выходом к площади Проломной Заставы на территории муниципального округа «Лефортово». На трассе в плане применены кривые радиусом 600 и 1000 м. В продольном профиле трассы выбран ряд уклонов с таким расчетом, чтобы на большей части длины тоннель располагался в устойчивых грунтах. Строительство тоннеля выполнялось в сложных инженерно-геологических условиях и градостроительной обстановке.
Особенность первого участка – расположение выше свода тоннеля и в его сводовой части неустойчивых грунтов: водоносных песков, которые к концу участка переходят в сильнотрещиноватые известняки, перекрытые водонасыщенными песками.
Второй участок характеризуется наличием в сечении тоннеля и выше его свода (в пределах 10 м) известняков, мергелей и карбонатных глин. Над этой толщей залегают (вплоть до поверхности) глины и пески. Гидростатическое давление на обделку составляет до 3,38 МПа.
В пределах третьего участка тоннель постепенно выходит из массива скальных и полускальных грунтов и входит в толщу водоносных песков.
Строительство тоннеля осложнено наличием зон неустойчивых и ослабленных пород, поскольку на глубине 4–6 км имеются зоны геологических разломов, а на глубине 8 км – зона потухшего вулкана.
Особенности строительства тоннелей под Лефортово определили выбор роторного исполнительного рабочего органа щита с гидравлическим пригрузом забоя и сепарационной установкой для очистки бетонитовых растворов.
Обделка состоит из высокопрочных и водонепроницаемых железобетонных блоков толщиной 70 см. Число блоков в кольце 8—10. Гидроизоляция обделки обеспечивается резиновыми уплотнениями в стыках и нагнетанием цементно-песчаного раствора за обделку.
Одно из важных условий строительства тоннелей – полное сохранение природной зоны Лефортово и сохранность исторических зданий, сооружений и садово-паркового массива, расположенных на ее территории. Это требовало особого подхода к оценке, прогнозу и контролю геомеханических процессов, происходящих в толще горных пород и на земной поверхности при сооружении тоннелей, а также применения эффективных методов управления этими процессами. Для решения указанных задач был организован геомеханический мониторинг, включающий комплекс высокоточных инструментальных наблюдений, позволяющих своевременно обнаружить признаки, предшествующие