本发明属于地下结构工程技术领域，具体涉及一种明挖隧道预制桩与预制衬砌的叠合结构及其施工方法，包括预制衬砌、预制桩和冠梁；预制衬砌包括预制衬砌顶板、预制衬砌底板和预制衬砌侧墙；预制桩的顶部设有冠梁，冠梁内设有冠梁钢筋笼；预制衬砌顶板内设有预制衬砌顶板受力主筋，预制衬砌顶板受力主筋与冠梁钢筋笼连接，且预制衬砌顶板与冠梁之间浇筑有混凝土，形成顶部叠合区域；预制桩内设有预制桩受力主筋，预制衬砌侧墙内设有预制衬砌侧墙受力主筋，预制衬砌侧墙受力主筋的底部与预制桩受力主筋连接，且预制衬砌侧墙的底部与预制桩之间浇筑有混凝土，形成底部叠合区域。本发明能大幅节约施工材料，降低对周边环境的影响和施工风险，节省工期。