严酷的水文地质条件、气候特征使得西部地区隧道衬砌混凝土更易产生开裂与松散，从而导致开裂、渗漏与冻融破坏等耐久性问题。针对西部地区特定的气候环境与水文地质条件，亟需开发出新型的防渗抗裂复合外加剂，以有效控制隧道衬砌结构易开裂、渗漏的问题。本文基于水泥混凝土防渗抗裂机理，提出防渗抗裂外加剂的主要成分，分别为组分A、组分B、组分C、组分D。采用正交设计试验，对防渗抗裂复合外加剂的组成进行了研究。通过净浆流动度和经时流动度试验，发现其四组分与水泥之间的适应性良好，同时各组分之间的适应性良好。通过对复合外加剂砂浆性能试验结果的直观分析，得出了其力学强度、抗裂性能以及抗渗性能影响因素的主次顺序。与此同时，得出了复合外加剂中各组分掺量对砂浆力学强度、抗裂性能和抗渗性能的影响。根据正交试验结果和理论分析，得出最佳的水平组合为A1B1C3D3，经试验验证，确定其为最佳方案。FSL防渗抗裂复合外加剂的组成为组分A：组分B：组分C：组分D=90:700:2:1。通过混凝土的力学、抗裂抗渗、以及抗冻等试验，研究了FSL防渗抗裂复合外加剂对混凝土力学性能、耐久性能的影响。研究表明：FSL防渗抗裂复合外加剂能够有效地改善混凝土的抗裂性能、抗渗性能以及抗冻性能，而且其对混凝土的力学强度基本没有负面影响。与PFSL、TFSL防渗抗裂复合外加剂相比，研制的FSL复合外加剂性能较为优越，能够满足西部地区隧道混凝土结构的应用要求。