Не должно разбиться. Вы очищаете и заполняете его из потока GUI или из какого-либо рабочего потока? GTK + не является потокобезопасным, поэтому, если вы используете потоки, убедитесь, что вы используете Gtk.Application.Invoke или аналогичный .
Обратите внимание, что есть также
Gtk.ListStore.Remove (ref TreeIter iter)