軌道交通建設工程所處周邊環境復雜，施工難度大，安全風險高。為降低工程建設風險，近年來，北京市軌道交通區間工程多采用盾構法施工。由于隧道穿越地層多為中粗砂、粉細砂及砂礫石等介質不均勻地層，局部地段還有直徑超過1米的孤石，采取人工暗挖施工安全風險大，采用土壓平衡盾構在這種介質不均勻地層中刀盤磨損嚴重，不利于盾構掘進，常因漂石，砂礫石等不均勻地層受阻停工。

為克服人工暗挖施工人力資源緊缺，施工安全風險及土壓平衡盾構在中粗砂層，粉細砂夾層及砂礫石等介質不均勻地層刀盤磨損嚴重等問題，破解不均勻地層盾構掘進施工難題，北京市在軌道交通6號線二期15標郝家府站至東部新城站區間開展敞開式盾構掘進科學研究。

2011年北京市軌道交通建設管理有限公司啟動敞開式盾構的科研立項，2012年列入北京市重大科研項目。在中鐵五局集團有限公司，北京三一重機有限公司等單位的共同努力下，2013年7月全國首臺敞開式盾構機組裝完成，2013年9月1日將正式始發掘進。