一种预制临时仰拱、隧道衬砌结构及其施工方法，预制临时仰拱的横截面呈弧形，预制单元板包括贯穿板体的结构桩施工孔，板体的前端端面上设有连接端，后端端面上设有承接端，承接端与连接端相配合板体的左右两端端面分别居中预埋有仰拱连接件。隧道衬砌结构包括初支结构、防水层和二衬结构，初支结构由预制临时仰拱和初支其它结构围合形成。隧道衬砌结构还包括钢筋混凝土的洞内嵌岩结构桩。本发明可以有效控制软土地层钻爆法隧道施工引起的地层及周边环境变形，具有安装快捷、便于结构桩施工、提高施工效率等优势，可有效提高软土地层隧道的初支施工质量。