对于地质条件复杂的京张高铁来说，隧道施工的好坏是决定工程质量的重要因素之一。京张高铁全线设计隧道10条，总长49千米。这些隧道中，八达岭隧道为京张高铁正线第一长隧。八达岭隧道全长12.01千米，单洞双线，设4座斜井，因隧道地处不良地质带，隧道围岩条件差，存在涌水、突泥等风险，属于高风险隧道。
不仅如此，隧道两次下穿八达岭长城世界文化遗产核心区，一处并行水关长城，共有两处浅埋，一处下穿石佛寺村，最小埋深10米；一处浅埋下穿京张铁路青龙桥车站，最小埋深仅4米多。与其相关的环境、文物保护要求极其严格，要求施工地表“零沉降”。另外，八达岭长城站的施工难点比较多，施工分为8个分通道，高峰期要达到13个工作面同时施工，交通指挥、运输、施工要做到互不干扰，难度很大。
穿越北京市核心区的清华园隧道也不简单。清华园隧道全长6.02千米，开挖直径12.64米，是全线唯一采用盾构法施工的隧道。清华园隧道也是目前国内位于城区穿越地层最复杂、重要建筑物最多的单洞双线大直径盾构高风险隧道。清华园隧道要穿越7条主要城市道路和88条重要的市政管线，并与地铁10号、12号、13号、15号线长距离并行下穿或交叉穿越，隧道和地铁13号线的最小距离只有3.4米。
地铁变形控制指标要求沉降不能超过3毫米。为严格控制沉降标准，清华园隧道建造过程中在盾构机上搭载传感器，对施工进行智能管理，将隧道沉降控制到了惊人的0.8毫米。正因如此，清华园隧道被誉为“中国高铁智能建造第一隧”。