La construcción de la L9 del Metro constituye un gran reto con respecto a grandes infraestructuras subterráneas en el Estado español. Las condiciones del terreno, que engloba todas las tipologías de suelo, desde los arenales de los deltas del Besòs y del Llobregat hasta el terreno rocoso de Collserola, hace que se deban utilizar las tecnologías y los diseños más innovadores en este tipo de construcciones. 

Ante la complejidad y variedad del terreno en un recorrido de más de 40 kilómetros, con el condicionante que eso supone para llevar a cabo las obras, se ha optado por dividir la línea en 4 tramos de características uniformes:

TRAMO I
Desde el Aeropuerto del Prat hasta el Parque Logístico (ZAL) - 13,9 km
Constará de un túnel de doble vía, habitual en las líneas de metro de la ciudad de Barcelona. Las estaciones, algunas construidas a cielo abierto, tendrán andenes laterales convencionales soterrados.

TRAMO II
Desde la estación de Zona Franca hasta Zona Universitària - 12,3 km
En el tramo de la Zona Franca el trazado es con viaducto hasta el cruce con la ronda Litoral, donde pasa a ser un túnel con vías superpuestas.

TRAMO III
Desde Zona Universitària hasta Sagrera /TGV - 9,4 km
Túnel con vías superpuestas.

TRAMO IV
Desde Sagrera hasta Badalona y Santa Coloma de Gramenet - 11 km
Túnel con vías superpuestas.

Para perforar los diferentes tramos, y vista la gran diversidad geológica de los suelos que hay a lo largo de estos 46,6 kilómetros, se utilizarán tres tipos de tuneladoras: una más pequeña, para trabajar en el área del aeropuerto, una grande que permitirá trabajar con subsuelo de roca y otra, también de grandes dimensiones, para suelos más blandos.

La tuneladora que se utilizará para los tramos II y IV corresponde al tipo EPB (Earth Pressure Balance Shield, con escudo de presión en el suelo), que perfora suelos compuestos mayoritariamente por arenas y material más blando que la roca. Con un diámetro de 12 metros, ésta es la mayor tuneladora que se ha construido hasta ahora.

La tuneladora está formada por una rueda de cortar, equipada con discos cortantes de roca, que gira a 3,7 revoluciones por minuto y corta el material del frente, que pasa por unas aberturas que tiene la rueda y se extrae mediante cintas transportadoras.

En la parte trasera de la rueda hay un escudo metálico circular, de un diámetro un poco inferior, que sirve para mantener abierta la excavación a medida que la tuneladora avanza y va instalando un revestimiento de dovelas prefabricadas que se unen con tornillos para garantizar la rigidez necesaria.

Esta estructura de dovelas tiene una doble función: sostiene la excavación y sirve de apoyo para que la tuneladora pueda continuar avanzando por el túnel. De esta manera, la tuneladora excava y reviste el túnel simultáneamente.

La máquina tiene forma ciíndrica y en la parte frontal tiene un gran disco giratorio direccional que le permite cortar en vertical, horizontal o longitudinal. Dentro de la misma máquina hay un erector de dovelas que puede levantar y colocar piezas de más de 10 toneladas de peso.

Este tipo de máquinas tuneladoras permiten excavar y revestir el túnel a la vez.