本发明公开了一种轨道交通隧道用轻量化复合材料支护结构件及其安装方法。该结构件包含：固定在隧道管片内表面的衬砌加固带支座；黏贴于衬砌加固带支座之上的碳纤维复合型材衬砌加固带，该加固带内填充有水泥浆，以及水泥浆注入管接头，用于向碳纤维复合型材衬砌加固带内注入水泥浆；其中，该碳纤维复合型材衬砌加固带包含：外部支撑壳体，其为具有弹性的硬质碳纤维复合板；设置于外部支撑壳体空间内的软质碳纤维连接网；包覆于外部支撑壳体外部的柔软碳纤维编制带。本发明提供的结构件不侵入列车运行安全限界，有效地形成隧道衬砌叠层，在允许维护时间短的苛刻条件下，实现隧道的快速加固，并大幅提高隧道整体刚度和承载力，占用空间小。