本发明提供的一种TBM钢拱架自动封口安装作业装置及作业方法，包括滑轨机架、移动机构、回转机构、回转梁、伸缩臂、抓取机构、撑紧油缸和焊接机械手，滑轨机架设置在TBM主梁下方，移动机构设置在滑轨机架上，回转机构设置在移动机构下方，回转梁设置于回转机构下方，伸缩臂分别设置在回转梁两侧，抓取机构设置在伸缩臂的下方，撑紧油缸分别铰接于回转梁撑紧接头和外臂撑紧接头，焊接机械手设置于回转梁下方，免去了钢拱架开口环的人工二次撑紧、钢板切割、钢板焊接等较为繁琐的封口工序，实现了钢拱架的自动封口安装作业，大大提高了钢拱架的拼装效率，减轻了施工人员的劳动强度，提高了施工的安全性。