本发明涉及一种盾构隧道局部管片置换结构及其施工方法，其中结构包括支撑架、钢支撑板、T型固定钉、新管片和细石混凝土层；支撑架由支撑球、旋转轨道、若干固定球、支撑杆、支撑脚组成；钢支撑板呈现圆柱状、长度为管片长的2‑3倍。施工步骤包括：确定材料规格、钢支撑板安装与支撑架安装架设、细石混凝土层施工、管片置换、场地清理。本发明的优势包括：采用细石混凝土层加更换新的管片的方式加固破损处管片，较传统的注浆加固效果更好；新管片与两侧原有管片间除传统的螺栓连接外，还增加了T型固定钉，连接更加牢固；在支撑架和钢支撑板共同作用下，能够为管片更换过程中提供足够的支撑力。