本发明公开了一种单线无砟铁路隧道的换底方法，包括：准备阶段、更换阶段以及恢复阶段；准备阶段至少包括施工准备、衬砌边墙锚杆加固、轨道板销钉锚固、钢轨及轨道板的切割拆除、轨道板转运以及钢轨架空的步骤；更换阶段至少包括隧底开挖、基底喷砼、防水层施工、钢筋绑扎以及隧底浇筑的步骤；恢复阶段至少包括轨道板复位与精调、钢轨复位与精调、现场清理以及恢复常速的步骤。本发明通过将钢轨架空的方式对病害路段的轨道板以及隧底进行拆换，在不影响正常铁路运营的情况下，完成轨道板以及仰拱的快速更换；该换底方法特别适用于运营线路外部操作空间受限且需要维持铁路线路正常运营的施工地段，施工效率高且安全性好。