二次衬砌钢筋混凝土结构是隧道防水工程的重要组成部分。为研究大掺量粉煤灰对隧道二次衬砌混凝土抗渗性的影响，将混凝土中粉煤灰掺量提高至60%,对大掺量粉煤灰混凝土进行力学强度、吸水性和氯离子渗透性测试，分析大掺量粉煤灰混凝土用于隧道二次衬砌结构的可行性。研究结果表明，掺入大掺量粉煤灰的混凝土养护至28d后，其抗压强度和劈裂抗拉强度可分别达42.5,3.4MPa,与普通水泥混凝土接近。在强度满足要求的条件下，与普通水泥混凝土相比，大掺量粉煤灰混凝土吸水率和水饱和度均降低，氯离子扩散系数降低了83%。掺入粉煤灰可降低混凝土中自由氯离子含量，进而提高混凝土对氯离子渗透的抵抗能力。综合考虑混凝土强度、吸水性和氯离子渗透性试验结果，将大掺量粉煤灰掺入混凝土用于隧道二次衬砌结构中是可行的。