本发明公开了一种大直径盾构机物料吊运系统及其吊运方法，解决了现有技术中箱涵件和管片吊运系统效率低、存在安全隐患的问题。本发明包括设置在拖车上部的单管片吊机、双管片吊机和箱涵吊机，双管片吊机和箱涵吊机均位于单管片吊机的上方，单管片吊机、双管片吊机和箱涵吊机均与后台控制系统相连接组成联锁控制吊具。本发明的双管片吊机和箱涵吊机为两个共轨吊机，配合单管片吊机，吊运过程形成联锁控制，能够实现在大直径盾构隧道施工过程中，管片、箱涵件及其他物料的同步高效吊运和拼装，通过自动化传感控制系统实现双管片吊机、单管片吊机、箱涵件吊机的安全联锁，提高吊运效率和吊运安全系数。