本发明公开了一种岩石隧洞的回填衬砌结构及施工方法，包括隧洞本体，该隧洞本体内设有钢拱架，所述钢拱架的最外侧设有混凝土层，所述混凝土层内设有系统锚杆，隧洞本体的顶部圆弧上设有块石，所述块石的顶部与隧洞岩面相接触，所述块石与隧洞岩面之间的间隙内填充水泥浆液，隧洞本体的顶部圆弧上还设有排水孔，底面圆弧上设有注浆孔，所述水泥浆液通过注浆孔注入块石与隧洞岩面之间的间隙内；该发明岩石隧洞的回填衬砌结构及施工方法通过用块石填充空腔，取代了钢拱架副拱，并减少喷锚支护厚度，水泥浆灌浆回填块石、钢拱架和钢筋网片空隙，与围岩形成致密联接整体，缩短支护周期并增强支护效果，满足施工需求。