作為世界級工程，青島膠州灣隧道在建設過程中著力加強了科研課題對工程的實際指導作用，實現工程的自主創新。隧道施工采用了一系列國內領先的新技術和新工藝，主要包括：C50模注混凝土一次澆注100%合格、在全國首次采用C35濕噴高強度混凝土、成功實現多重防腐錨桿的施做、堵水控制效果遠遠超出設計標準、國內首次采用可維護排水系統。

　　特色一：C35高性能噴射混凝土

　　在國內首次采用了C35高性能噴射混凝土。從原材料、配合比、噴射工藝、質量控制和噴射混凝土機械化作業線等方面進行了系統的研究，制備出了滿足抗海水侵蝕的高性能噴射混凝土，并制定了高性能初期支護和檢驗手段的相關技術規范。隧道采用了通過多元復合技術研制的高性能噴射混凝土水泥用量低，環境效益顯著，為減少碳排放作出了貢獻。

　　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。為使膠州灣隧道達到100年的使用壽命，針對膠州灣海底隧道面臨的高濃度氯鹽溶液滲透水和洞口段高濃度鹽霧等腐蝕環境，通過摻入粉煤灰、高爐礦渣微粉末、微硅粉等混合材料的方式制定了C50襯砌混凝土。施工中嚴格按照這些要求選用合格的材料和按照規范要求進行施工，經檢測現場混凝土強度、氯離子擴散系數、抗碳化能力、抗凍性等均滿足了設計要求。

　　特色三：多重防腐錨桿

　　首次采用多重防腐錨桿。海底隧道采用復合式襯砌，其中初期支護的噴錨襯砌部分，錨桿采用了多重防腐錨桿，桿體采用鍍鋅處理，為防腐提供了第一道防線；桿體外波紋管的設置，能保證水泥漿液的灌注和飽滿；水泥漿灌注完成后，實現了錨桿的多重防腐功能，確保隧道使用壽命。

　　特色四：可維護防排水系統

　　首次運用新型防排水技術、工藝和材料，建成可維護防排水系統，提高了隧道防排水系統性能和后期維護的便利性；在國內首次采用機械手施作高性能噴射混凝土,大型液壓臺車施作耐久性模筑混凝土,創造性地將全液壓多臂鉆機應用于遠距離地質探孔及超前注漿鉆孔，實現了國內先進的大型機械化配套作業下的安全、快速施工。

　　特色五：溫拌阻燃瀝青混凝土

　　首次將瀝青混凝土的溫拌技術和阻燃技術結合在一起，應用到隧道瀝青混凝土路面施工中，不僅大大節省了拌和時燃油消耗量，還使得在無自然通風的條件下，石油瀝青排放的油煙比正常高溫下減少了75%，降低了瀝青燃燒的可能，減少了有毒氣體的排放，極大改善了施工環境，膠州灣隧道路面以全新的內涵、舒適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：全方位耐久性系統

　　首次建立全方位耐久性系統。為保證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響因素的基礎上，建立了初期支護、二次襯砌結構、防排水系統以及耐久性防護監測的全面耐久性系統，同時首次將健康理念引入到海底隧道工程建設中，將施工、運營、維護結合起來，建立相應數字分析模型，進行工程全壽命的預測，保證了海底隧道百年使用壽命。

　　特色七：注漿堵水標準化作業

　　海底隧道施工大的風險，來自于復雜多變的水文地質情況，膠州灣海域地質結構復雜，隧道開工以來，共有29段海域經探孔發現出水，大探孔出水量500L/min。始終把注漿堵水作為海底隧道施工的關鍵環節，從方案的制定、設備和材料的選擇、施做的步驟到信息的報告程序，預先做了嚴密的部署和準備，確保順利穿越所有出水斷裂帶。