本发明公开了一种自锁式拱形隧道的施工方法，包括：S100，预制多个混凝土衬砌砌块，所述混凝土衬砌砌块的上表面设有十字形凸榫，下表面设有与所述凸榫相配合的凹槽；S200，根据隧道的形状预制一圆弧形钢结构架体，并将该圆弧形钢结构架体安装于工程车上，所述圆弧形钢结构架体上安装有多个滚轮；S300，将工程车放置于预定位置并固定，以使所述钢结构架体上的滑轮可以作为混凝土衬砌砌块在安装过程中的受力支撑点；S400，按照隧道设计要求将混凝土衬砌砌块由工程车两侧对称同时安装至隧道拱顶顶部，相邻两混凝土衬砌砌块因所述凸榫和凹槽的作用且只受隧道的轴向压力而形成自锁；S500，将工程车驶离已安装完毕的施工段。本发明可以提高隧道施工效率和安全性。