在山岭隧道的建设中，特长隧道往往要穿越复杂的地质环境，遇到很多不同的岩体，在隧道施工期间和施工完成后，由于影响隧道结构受力的因素非常复杂，隧道不同结构的受力情况不同，影响结构受力的因素及其权重情况也不同，因此，隧道的结构受力情况如何，可靠性如何，是否处于安全状态，这些问题备受人们关注。本文以安远隧道变质砂岩段为依托，首先根据现场调查结果，结合地质勘测资料，分析了变质砂岩段工程地质特性；在搜集统计分析隧道结构可靠性影响因素，即随机变量数字特征和分布规律的基础上，确定隧道结构可靠性计算方法和概率计算抽样技术，设定极限状态方程，建立隧道随机有限元计算模型；运用有限元软件模拟隧道的实际开挖和支护过程，计算变质砂岩段隧道的结构可靠度及灵敏度。经计算分析，得到变质砂岩段隧道随机变量的直方图、概率密度曲线、概率分布曲线，隧道结构应力的直方图和概率分布曲线，隧道结构应力的可靠度和失效概率；然后以隧道结构可靠度计算为基础，在一定的显著性水平下，计算隧道结构应力的灵敏度和相对应的秩相关系数；分析了随机变量对隧道结构应力的影响程度；最后提出提高隧道结构可靠性的措施。本文的研究成果可以对以后隧道的设计，施工及后期维护加固提供依据和参考。