一种穿越不良地质隧道套桥地下结构及施工方法，属于隧道工程领域。穿越不良地质隧道套桥地下结构包括初次衬砌体系、套桥结构和二次衬砌；管片通过凹槽嵌套在钢管拱架上，钢管拱架通过异径连接器与第一类支承桩相连，在第一类支承桩、异径连接器和钢管拱架连接处浇筑地梁，形成初次衬砌体系；第二类支承桩位于开挖断面两侧地梁之间，在桩顶现浇盖梁，盖梁上铺一层橡胶垫，吊装箱梁仰拱至橡胶垫上形成套桥结构；初次衬砌体系与套桥结构通过箱梁仰拱和两侧地梁预留的钢筋浇筑连接；浇筑二次衬砌，形成穿越不良地质隧道套桥地下结构。本发明可以跨越溶洞、暗河和软弱地层等不良地质，并能够有效传递围岩压力，减少隧道变形，保障施工安全。