本发明公开了基于复合式BFRP‑砂浆套衬结构加固隧道的方法及隧道结构，方法包括：在既有隧道结构内放样，标定锚杆及BFRP‑混凝土复合短梁位置；在标定的锚杆位置打孔；在标定的BFRP‑混凝土复合短梁位置安装BFRP‑混凝土复合短梁；将BFRP型材放置在BFRP‑混凝土复合短梁上；在锚杆位置的孔上，通过锚杆将放置在BFRP‑混凝土复合短梁上的BFRP型材安装在既有隧道结构上；在BFRP型材上依次搭接BFRP连接板形成BFRP连接层；在BFRP连接层与既有隧道结构之间灌注混凝土砂浆。本发明复合式套衬结构满足隧道加固需求，BFRP与砂浆的复合结构实现BFRP与砂浆的性能互补，相对于传统混凝土套衬，大幅缩小了套衬的厚度，减小了套衬对隧道空间的侵占，适宜于交通隧道衬砌的加固中进行推广和应用。