Mit dem Röntgenlaser XFEL ist in europäischer Zusammenarbeit eine weltweit einmalige Großforschungsanlage entstanden. Der Röntgenlaser dient zur Forschung mit hochintensiven ultrakurzen, laserlichtartigen Röntgenblitzen. Die Anlage mit einer Gesamtlänge von 3,4 km beginnt auf dem DESY-Gelände in Hamburg und verläuft in unterirdischen Tunnelanlagen bis ins schleswig-holsteinische Schenefeld. In den Tunnelbauwerken werden die Elektronen beschleunigt und zur Lichtaussendung gebracht. Nach ca. 2,1 km weitet sich der Tunnel fächerartig auf und mündet mit insgesamt fünf Einzelröhren in die unterirdische Experimentierhalle. Die im Schildvortriebsverfahren hergestellten Tunnel haben einen Durchmesser von 5 bis 6 m, die Überdeckung schwankt zwischen 6 und 30 m. Neben den Tunneln wurden zahlreiche ober- und unterirdische Verwaltungs- und Forschungsgebäude auf drei Betriebsgeländen errichtet.

Durch die fächerartige Aufweitung in mehrere Röhren beträgt die Gesamtlänge des Schildvortriebs über 6 km. Der Tunnel und die Schachtbauwerke liegen größtenteils bis zu 20 m unterhalb des Grundwasserspiegels. Zur Gründung der Schachtbauwerke kamen wasserdichte Konstruktionen aus wasserundurchlässigem Beton zur Ausführung. Die bis zu 40 m tiefen und bis zu 3.500 m² großen Baugruben wurden in grundwasserschonender Bauweise erstellt.

Der Ingenieurbau, bestehend aus Schächten, Tunneln und Experimentierhallen stellt zwar nur die Hülle für die hochkomplexen physikalischen Installationen bereit, muss aber eine Reihe von Besonderheiten erfüllen, wie hohe Temperaturstabilität und hohe strukturelle Stabilität, um Bauwerks- und Anlagenverformungen möglichst klein zu halten. Der Tunnel wurde „laser straight“ mit einer Toleranz von weniger als 10 cm aufgefahren und folgt dabei einer Tangente an die Erdkrümmung. Zum Einbau der hochtechnischen Anlagen, wie z.B. supraleitender Beschleunigermodule, wurde der Tunnel mit umfangreicher technischer Ausrüstung – in Teilen mit einer dauerhaften Klimatisierung – ausgestattet.