摘要：现有规范规定的施工安全步距主要源于人工钻爆法隧道的工程经验与理论成果,难以与大型机械化设备相匹配,同时也制约了公路隧道机械化建造技术水平的发展。依托武深高速公路荷花隧道工程,提出了由三臂拱架安装机、全自动湿喷机械、自行式液压仰拱栈桥等组成的适用于Ⅲ级和Ⅳ级围岩的大型机械化设备配套方案,确定了各类机械设备施工所需的长步距。采用三维数值仿真技术对比分析了规范步距与大型机械化设备施工所需步距(简称大机步距),在2种工况下围岩的变形规律与塑性区分布特征,对大型机械化设备在所需步距施工后的围岩变形与结构受力特征进行现场监测。结果表明:采用大型机械化设备施工时,初支封闭成环步距≤55 m,仰拱步距≤93 m,二衬步距≤151 m,远超现有规范;相比规范步距数值工况,大机步距工况下的围岩沉降和隆起量值更大,但最大沉降值仍小于设备预留变形量;大型机械化设备在所提步距施工后,现场监测发现拱顶最大沉降值<15 mm,拱腰与边墙的水平收敛最大值分别小于12 mm和8 mm,均保持在设计允许范围之内,进一步验证了大型机械化设备在所优化长步距下的施工可行性与安全性。