隧道按新奥法原理进行设计，采用复合衬砌结构，以锚杆、湿喷混凝土（钢筋挂网）、钢拱架等为初期支护，大管棚、超前注浆小导管、超前注浆中空锚杆等为施工辅助措施，充分调动和发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施做初期支护和二次模筑衬砌。
云彩岭隧道洞身二次衬砌的沉降缝设置中埋式橡胶止水带，沉降缝设置于明暗交界处以及围岩条件较差的V加强（X）衬砌段落处。每处环向施工缝及沉降缝均设置背贴式止水带，并焊接在防水板上。