本发明涉及一种盾构掘进时地下管线的保护装置及施工方法，保护装置包括设置在路面上的钢板，所述钢板下方为地下管线，所述钢板下表面两侧均设有挡土板墙，两面挡土板墙之间支撑有若干方木；所述钢板下方均匀垂直设有若干注浆钢管，所述注浆钢管之间连有钢丝绳，所述钢丝绳上悬吊有地下管线。施工步骤包括放线定位；开槽施工；注浆钢管布设；注浆等。本发明的有益效果为：白天不影响道路通行，减少了对道路的影响，节约了占道费用；通过开槽可以直接的观察施工过程中的沉降状况，实现了管线保护实时调节；保护装置材料来源广、制作简单、操作方便、保护管线施工安全系数高，给企业带来了较大的经济效益。