本发明提供了一种隧道套衬加固的施工方法及隧道套衬加固结构，解决了针对现有技术存在的加固效果不足、容易产生二次病害及工艺复杂等诸多问题。该隧道套衬加固的施工方法，包括：对隧道内断面进行复核测量，基于复核结果得到施工数据，并基于所述施工数据进行预处理；在预处理后的断面上架立拱架；在所述拱架间连接中间支撑结构，所述中间支撑结构为折线型；折点分别固定在所述拱架和所述断面上。在所述拱架间连接多个平行于所述拱架的横向支撑结构和垂直于所述拱架的纵向支撑结构；在所述拱架远离所述断面的一侧焊接支撑衬板，且在所述支撑衬板与所述断面的既有衬砌之间填充注浆层。