本发明公开了一种地铁盾构隧道纵向刚度加强结构及其施工方法，该加强结构包括叠合设置在地铁盾构隧道内表面的轨道板以及若干根纵向钢筋混凝土梁；轨道板以及纵向钢筋混凝土梁均沿地铁盾构隧道的轴线方向设置，在地铁盾构隧道的管片内壁的设计叠合面上均布有预留的突出钢筋以同轨道板以及纵向钢筋混凝土梁连接构成叠合的组合结构。本发明的优点是，合理的利用盾构隧道的内部净空，通过在管片上预留突出钢筋，加强地铁盾构隧道与现浇的纵向钢筋混凝土梁及轨道板之间的连接，形成叠合良好的组合结构，大大地增加了地铁盾构隧道的纵向的竖向弯曲刚度、水平弯曲刚度、纵向扭转刚度以及横向的抗弯刚度，减少盾构隧道的纵向不均匀变形和横椭圆变形。