复合式衬砌指的是分内外两层先后施作的隧道衬砌。在坑道开挖后,先及时施作与围岩密贴的外层柔性支护(一般为喷锚支护)，也称初期支护，容许围岩产生一定的变形，而又不致于造成松动压力的过度变形。待围岩变形基本稳定以后再施作内层衬砌（一般是模筑的），也称二次支护。两层衬砌之间，根据需要设置防水层，也可灌筑防水混凝土内层衬砌而不做防水层。

复合式衬砌的外、内层复合方式有以下几种：喷锚支护和混凝土衬砌；喷锚支护和喷射混凝土衬砌；可缩式钢拱喷射混凝土支护和模筑或喷射混凝土衬砌，以及装配式衬砌(管片)和模筑混凝土衬砌等。最通用的是外层采用喷锚支护或轻型管片，内层采用整体式模筑混凝土衬砌。

两层衬砌间的防水层，可采用喷涂乳化沥青等防水胶剂，或采用厚度不等的软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯片等防水卷材，并固定在支护上。为保证防水卷材施工接缝的质量，一般需要用热气焊接或电阻焊接，亦可用适当溶剂作溶解拼接。

复合式衬砌施工中的一个重要环节是喷涂或粘贴防水层，要求做到与初期支护相密贴，故在防水层施工前需要对初期支护的表面进行适当处理，使其平整圆顺，无较大渗水。初次支护的施工方法和要求，与一般喷锚支护或装配式衬砌的相同。内层模筑衬砌多采用模板台车和混凝土泵进行连续灌筑。

复合式衬砌中，外层支护与围岩形成统一的受力整体，共同承担因开挖坑道所产生的围岩释放应力。由于影响共同作用的因素很多，如围岩状态、支护施作时间、衬砌刚度和施工方法等，有些因素事先又无法预测，故分析计算只能作为设计时参考，必须根据施工过程的量测结果予以修正。内层衬砌主要为了防水、防风化、内部装饰和增加安全度,其厚度按施工要求而定,一般不超过40厘米。有时不易做到待初期支护变形完全稳定后再施作内层衬砌。例如当松软围岩流变引起的延滞变形历时很长时，这时内层衬砌所承受的荷载主要是由于围岩延滞变形产生的形变压力；以及因部分锚杆腐蚀失效，或涌水降低了围岩物理力学参数所引起的附加岩土压力。

采用先后两次支护，对衬砌受力非常有利。围岩在柔度较大的外层支护条件下，可产生较大的形变，释放了大部分的变形能；因而能使后设的内层衬砌减小受力。内层衬砌施作以后，又会对原先处于二维受力状态的外层支护产生径向抗力，从而改善外层支护的受力条件。而且表面光洁平整，有利于隧道通风和防水，并保护外层支护，使喷层内钢筋网和锚杆端部免于锈蚀。但是,这种衬砌的缺点是造价较高,施工也比较复杂。

可以理解成复合式衬砌形式上比整体式的多初期支护和防水板。但是初期支护是新奥法的主要体现，可以最大限度的发挥围岩自身的承载力。  

1、复合式衬砌结构的初衬，可以及时封闭围岩，充分发挥围岩的自身承载力，与二衬之间设置防水层，便于防水。 

2、减薄式衬砌（整体式衬砌）用于围岩条件较好，减少工程造价。 

3、锚喷支护衬砌，用于围岩稳定，不做衬砌也可保证洞室稳定的情况下，封闭围岩，避免风化，并起到一定的装饰作用。