工事区域の地盤は建設工事に伴う掘削残土、大阪港や河川の浚渫（しゅんせつ）土砂が主な埋め立て材である。また、埋め立て後20年以上が経過して圧密沈下が進み、地盤内の排水はほぼ完了している。しかし、人工地盤であることには変わりなく、自然に堆積した地盤に比べると非常に軟弱だ。このため、埋め立て地特有の軟弱地盤への対策を行った。

まず、駅部の開削工事で懸念されたのがヒービング（土留め壁の背面の土が内側に回り込み、掘削底面の隆起、周辺地盤の沈下が生じる現象）の発生だ。土留め壁の変形を抑えるため、埋め立て地盤の下にある沖積粘性土の旧海底面以深まで確実に土留め壁を到達させることとした。

さらに、土留め壁で囲んだ掘削底面をより強固にするため、セメントミルクと掘削土を混合・攪はんさせて地盤改良を実施した。開削部底面の全面を地盤改良することで、軟弱地盤でも安全に施工できる準備が整った。

シールド工事では、シールドマシンの工夫でPBD、鋼管矢板、岩塊の3つの障害物を撤去した。シールドマシンは上下線で2台稼働とし、想定外の事象に備える計画としたが、一つ目の障害物、PBDに起因する停止がないよう仕様検討にも多くの時間をかけた。過去にもPBDを切断する専用カッターを装備したシールドマシンはあったが、掘削と同時に高速回転させるため、刃の摩耗が激しく頻繁な刃の交換が必要になり、不具合の防止が課題となった。

検討の結果、シールドマシン前面に、PBDを切断する時だけ出てくる「押し出し式のPBD切断専用カッター」を付けることにした。現場に適用すると、想定通り掘削停止中(セグメント組み立て中)にPBDを切断でき、刃の交換も発生しなかった。こうして高速施工が実現した。

2つ目の障害物は、シールドマシンが既存の夢咲トンネルに到達する直前の位置にある鋼管矢板だ。掘進方向全面を横断する形で残置された鋼管矢板は同トンネル施工時のもので、安全面からシールドマシンで直接切削することを検討した。掘削断面の一部に鋼材がかかり、それをシールドマシンで切削した事例は多いが、掘削断面全面の鋼材を切削するのはほとんど例のない試みだった。

鋼材切削用の特殊カッタービットをカッターヘッドの全面に配置し、シールド機中心部から徐々に外周側へ切削して鋼材切削を行う。また、切り込み量（カッター1回転当たりの前進距離）を少なくできるよう、カッターヘッドを高速で回転できるようにした。これらの工夫により、シールドマシン工事最後の難関となった鋼管矢板の切削は、下り線2昼夜、上り線3昼夜かけてトラブルなく成功した。

3つ目の障害物は地盤に埋まる岩塊だ。埋め立て当時、土砂の受け入れサイズは直径30cm以下とする基準があったが、それを超えるサイズの岩塊も想定することにした。シールドマシンが掘削した土砂を後方へ送り出すスクリューコンベア内に岩塊が詰まると、取り除くための時間がかかる。そこで、コンベアに軸のないリボン式を採用し、直径60cmまでの岩塊を回収できるようにした。実際に直径30cmに近いサイズの岩塊を問題なく排出することができた。