隧道二次衬砌混凝土的开裂不仅降低隧道的安全质量及耐久性，而且影响隧道的施工与应用环境。目前，实际工程中的二次衬砌混凝土强调强度等级与工作性能等基本要求，忽略了对长期抗裂性能的研究。为了提高二次衬砌混凝土的抗裂性能，应对其影响因素进行分析，选择确定合理配合比、研制抗裂复合材料，改善二次衬砌混凝土的抗裂性能。本文对传统的圆环约束法进行了改进，同时选择收缩形变、弹性模量与劈裂抗拉强度作为评价指标，进而从体积变形与力学性能的角度进行综合的分析，准确地表征出混凝土的抗裂性能。结果表明：采用改进后的圆环法测试混凝土的开裂时间，试验周期得以缩短，可靠性得到提高；抗裂系数与圆环法测出的结果具有较强的相关性，可用来表征混凝土的抗裂性能。从二次衬砌混凝土原材料与施工要求出发，研究了配合比设计参数、常用外加剂及掺合料对混凝土抗裂性能的影响。研究结果表明：配合比设计参数中，水灰比与胶凝材料总量对混凝土抗裂性能的影响较强，骨料最大粒径与砂率的影响程度较弱；水灰比过高与过低都会对混凝土早期抗裂性能产生不利影响，胶凝材料总量的增加会增大混凝土的开裂敏感性；粉煤灰等量代替水泥掺入混凝土时，随着掺量的增加，混凝土抗裂性能得到提高，但掺量较高时，提高程度增幅减缓；膨胀剂与减缩剂均可以对混凝土的收缩变形产生抑制作用，当两者分别以内掺与外掺的方式掺入混凝土时，可以提高混凝土的抗裂性能，且随着掺量增加，提高作用不断加强；减水剂在合理范围内对抗裂性能有一定的减弱作用，但影响幅度较小。在影响因素的研究分析基础上，选择粉煤灰、膨胀剂与减缩剂作为抗裂材料进行组成设计与抗裂性能研究。结果表明：通过正交设计方法，确定粉煤灰、膨胀剂与减缩剂的掺配比例为20%：8%：1.5%时，复配材料的抗裂性能最好；将复配的抗裂材料与市售的复合抗裂外加剂对比分析，结果显示各项性能均优于后者。