本发明公开了一种隧道清理和排障机器人及其施工方法，解决了现有技术中隧道清理效率低的问题。本发明隧道清理和排障机器人，包括具有排渣功能的机器人本体，机器人本体的下部设有行走机构，机器人本体的前端设有多自由度清渣机构和出渣装置，出渣装置位于多自由度清渣机构的下方，且出渣装置的出料端与机器人本体连通。本发明通过多自由度清渣机构对隧道内各方位的杂物进行灵活高效清理，清理过程中一部分渣石经出渣机构收集并通过与出渣装置相连通的且具有排渣功能的机器人本体向外排出，实现清理与出渣的同步进行，提高隧道清理效率。