本发明公开了一种基于贝叶斯网络的隧道衬砌结构服役状况评价方法。本方法包括以下步骤：首先确定隧道服役过程中的典型病损类型及其特征，采用贝叶斯网络结构学习TAN方法和专家经验知识确定隧道衬砌结构服役状况评价的贝叶斯网络结构，根据检测数据和专家经验确定各节点特征，采用贝叶斯网络的参数学习EM方法和统计数据进行各节点特征先验概率确定。然后根据实际隧道衬砌结构服役环境和现场检测资料，采用贝叶斯网络逻辑推理得到隧道服役状况的评价结果。本发明建立的贝叶斯网络能够考虑相互关联因素之间的相互影响，充分体现了隧道衬砌结构的系统性，能够客观的描述隧道衬砌服役状态和可靠性。