针对隧道施工组织优化中机械配置多目标协同难题，提出基于NSGA-Ⅲ算法的机械配置优化模型。通过建立工期-成本双目标函数，结合钻爆法施工特点创新设计编码机制与参考点引导策略，实现施工要素的动态优化配置。以某铁路隧道工程为例进行实例验证，选取凿岩钻孔工序与喷射混凝土工序作为决策对象，深入探究不同机械配置方案对施工工期和成本的影响。结果表明：NSGA-Ⅲ算法在生成Pareto最优解集方面展现出较强的均匀性，其方差稳定收敛并趋近于0；参数敏感性分析显示，参考点数量（H=20）与变异率（0.6）的合理设置使算法收敛效率提升28.5%，在85次迭代内达到全局最优；优化方案表明，采用凿岩台车与湿喷机械手组合虽在初期增加了一定的机械成本投入，但通过显著缩短工期和降低人工费用，从综合成本的角度实现了优化，证明了先进机械设备在特定工程条件下的经济可行性和高效性。研究结果为隧道施工组织优化从传统经验驱动模式向现代数据驱动模式转型提供了技术方法参考。
