本发明属于隧道工程技术领域，尤其涉及一种土层界面城市隧道穿越加固结构及其施工方法，该加固结构包括：永久承载结构，沿隧道的长度方向布设，其由若干组依次连接的隧道管片环组成，并成形在隧道的内壁上，用于对隧道内壁进行支撑；隧道管片环包括：内管片，为弧形结构，其具有多片，在各内管片拼接后形成一个环状结构；外管片，为弧形结构，其与内管片的数量一致，并设置于隧道内壁上；以及锚杆，具有多个，用于将对应的内管片和外管片相连，锚杆一端穿过外管片后，插入到隧道内壁的围岩内，另一端设置于内管片上。通过锚杆将内管片、外管片相连，并通过锚杆上注浆成型的加固体来加强围岩的强度。