青岛胶州湾隧道作为我国科技含量“最高”的隧道，在建设过程中着力加强了科研课题对工程的实际指导作用，实现工程的自主创新。隧道施工采用了一系列国内领先的新技术和新工艺，主要包括：C50模注混凝土一次浇注100%合格、在全国首次采用C35湿喷高强度混凝土、成功实现多重防腐锚杆的施做、堵水控制效果远远超出设计标准、国内首次采用可维护排水系统。
特色一：C35高性能喷射混凝土
在国内首次采用了C35高性能喷射混凝土。从原材料、配合比、喷射工艺、质量控制和喷射混凝土机械化作业线等方面进行了系统的研究，制备出了满足抗海水侵蚀的高性能喷射混凝土，并制定了高性能初期支护和检验手段的相关技术规范。隧道采用了通过多元复合技术研制的高性能喷射混凝土水泥用量低，环境效益显著，为减少碳排放作出了贡献。
特色二：C50耐久性模筑混凝土
首次采用C50耐久性模筑混凝土。为使胶州湾隧道达到100年的使用寿命，针对胶州湾海底隧道面临的高浓度氯盐溶液渗透水和洞口段高浓度盐雾等腐蚀环境，通过掺入粉煤灰、高炉矿渣微粉末、微硅粉等混合材料的方式制定了C50衬砌混凝土。施工中严格按照这些要求选用合格的材料和按照规范要求进行施工，经检测现场混凝土强度、氯离子扩散系数、抗碳化能力、抗冻性等均满足了设计要求。
特色三：多重防腐锚杆
首次采用多重防腐锚杆。海底隧道采用复合式衬砌，其中初期支护的喷锚衬砌部分，锚杆采用了多重防腐锚杆，杆体采用镀锌处理，为防腐提供了第一道防线；杆体外波纹管的设置，能保证水泥浆液的灌注和饱满；水泥浆灌注完成后，实现了锚杆的多重防腐功能。确保隧道使用寿命
特色四：可维护防排水系统
首次运用新型防排水技术、工艺和材料，建成可维护防排水系统，提高了隧道防排水系统性能和后期维护的便利性；在国内首次采用机械手施作高性能喷射混凝土,大型液压台车施作耐久性模筑混凝土,创造性地将全液压多臂钻机应用于远距离地质探孔及超前注浆钻孔，实现了国内最先进的大型机械化配套作业下的安全、快速施工。
特色五：温拌阻燃沥青混凝土
首次将沥青混凝土的温拌技术和阻燃技术结合在一起，应用到隧道沥青混凝土路面施工中，不仅大大节省了拌和时燃油消耗量，还使得在无自然通风的条件下，石油沥青排放的油烟比正常高温下减少了75%，降低了沥青燃烧的可能，减少了有毒气体的排放，极大改善了施工环境，胶州湾海底隧道路面以全新的内涵、舒适的外表走出了路面施工中 “一年小修”、“三年中修”、“五年大修”的怪圈。
特色六：全方位耐久性系统
首次建立全方位耐久性系统。为保证海底隧道百年工程的耐久性，在充分分析海底隧道工程耐久性影响因素的基础上，建立了初期支护、二次衬砌结构、防排水系统以及耐久性防护监测的全面耐久性系统，同时首次将健康理念引入到海底隧道工程建设中，将施工、运营、维护结合起来，建立相应数字分析模型，进行工程全寿命的预测，保证了海底隧道百年使用寿命。
特色七：注浆堵水标准化作业
海底隧道施工最大的风险，来自于复杂多变的水文地质情况，胶州湾海域地质结构复杂，隧道开工以来，共有29段海域经探孔发现出水，最大探孔出水量500L/min。始终把注浆堵水作为海底隧道施工的关键环节，从方案的制定、设备和材料的选择、施做的步骤到信息的报告程序，预先做了严密的部署和准备，确保顺利穿越所有出水断裂带。
