汕头湾海底隧道全长9781米，采用盾构法和矿山法施工。盾构段地质多变岩性多样，存在上软下硬地段、强度近200兆帕极硬岩、直径超3m的“孤石阵”，极易造成刀盘损坏；海域矿山段需下穿汕头湾风化凹槽，爆破作业上方完整岩石最薄仅2.36米，隧道要承受近1兆帕的超高水压、海水腐蚀、8度高烈度地震区和活动断层影响。
中国铁设项目团队试验验证了隧道防水密封垫的可靠性，创新研发了可灵活伸缩的盾构管片减震接头，地震时可吸收能量保证稳定实现“以柔克刚”。为抵御巨大水压，团队在汕头湾主航道向百米深处注浆，减轻了隧道渗水，降低了水压。面对高腐蚀性海水，项目团队首创低温拌合工艺，成功研制出新型抗裂材料，首次破解了隧道高强混凝土施工极易开裂的难题。大量创新成果助力汕头湾海底隧道创下多项隧道建设纪录。
