本发明提出了一种可变断面竖井开挖设备及施工方法，包括管节提拉装置和管节辅推装置，管节提拉装置和管节辅推装置分别设置在地面井口圈梁上，管节提拉装置和管节均与开挖装置相连接，开挖装置分别与管线延伸装置和渣土分离装置相连接，渣土分离装置与管线延伸装置相配合。本发明通过全机械化设计的开挖装置，开挖装置为装配式，拆装简单，减少了作业人员数量，降低了人员劳动强度，地面上管节提拉装置和管线延伸装置配合开挖装置的开挖及时跟随下放，保证开挖装置开挖的稳定性以及开挖过程中及时出渣；并且本发明通过改变对开挖装置中各设备的组配方式，实现了一机多用，可适用于不同断面的竖井工程，具有更广的适用性，降低了施工成本。