采用机械化施工，对于水利工程建设具有重要意义，不仅可以改善作业人员的劳动条件，减轻劳动强度，还可提高工效，节省人力，加快施工进度，保证工程质量，并能完成某些人力难以胜任的施工任务。施工机械化程度也是衡量一个国家工程建设行业水平的重要标志。

水利工程使用的施工机械设备种类众多，根据其动力装置可分为内燃机驱动、电动机驱动；根据其传动装置可分为机械传动、气压传动、电力传动、液压与液力传动等；根据其行走装置可分为固定式、轮胎式、履带式和步行式等。按照施工机械的作业范围划分为土石方机械、混凝土机械、运输机械、起重机械、砂石料加工机械、钻孔灌浆机械、工程船舶、动力机械及其他机械共9大类。

用以进行土石方挖掘、铲运、推运、平整、填筑、压实作业的机械，还包括地下工程开挖和水下开挖疏浚作业用的机械设备。可分为：①凿岩机械。用于石方开挖中的凿岩钻孔作业，主要有风钻、潜孔钻、液压履带钻机、风动凿岩台车、液压凿岩台车等。这些机械都适用于以钻孔爆破法开挖石方。不用爆破法开挖石方的凿岩机械主要有全断面隧洞掘进机。②挖掘机械。用于土石方的挖掘作业，并将其装入运输车辆或卸至堆料场，主要有单斗挖掘机、多斗挖掘机、挖掘装载机等。其中以液压单斗挖掘机的使用最为广泛，它具有多种工作装置，可根据作业需要分别装配正铲、反铲、索铲或抓斗等工作装置，还可以改装为起重机。③铲土运输机械。利用自身的铲刀或铲斗等工作装置完成铲装、推运、平整和铺填作业，一般由动力装置（大部分为柴油机）、传动装置、行走装置和工作装置等组成，依靠牵引力进行周期性作业。根据用途又分为推土机、平地机、铲运机、装载机等。其中推土机、装载机的作业范围广，通用性强，是水利工程的常用机械。施工中选用铲土运输机械的主要根据是作业对象、作业要求和机械本身的特性，还应考虑运料距离。如推土机既能浅挖又能短距离推运，在平整场地时它具有独特的优势。运距在100米之内生产率最高，尤其在75米以内短距离转运土方时最为经济，在大规模土方施工中，还能协助其他施工机械作业，如顶推铲运机协助铲土，作为挖掘机或装载机作业的辅助机械；装载机可对松散的堆积物料进行装、运、卸作业，还可对岩石、硬土进行轻度铲掘工作，并能用来清理、刮平场地及做牵引作业，与自卸汽车配套使用时适于300米以上的运距；铲运机能独立完成铲土、运土、铺填作业，用于大量轻质土方的填挖和运输工作，特别是地形起伏不大、坡度在20°以内的大面积场地平整，当含水量不超过27%、运距在800米左右以铲运机施工将可获得最高的技术经济效益；平地机适于大面积场地的平整作业等。④压实机械。利用静压、振动或夯击原理，密实地基土壤和道路铺砌层，使其密度增大，用以进行土石方填筑的压实作业，包括羊足碾、轮胎碾、振动碾、压路机和蛙式打夯机等。振动碾同时具有依靠碾轮自重和高频振动的压实作用，压实效果较好，除用于土石方填筑外，还是碾压混凝土施工的主要机械。⑤疏浚机械。用于水下土方开挖，包括各种形式的挖泥船及其辅助设施，如绞吸式挖泥船、链斗式挖泥船、铲扬式挖泥船、抓扬式挖泥船，以及锚艇、泥驳、拖轮等。⑥水力土方机械。利用高速水射流冲击土壤，进行挖土、运土和填筑的土方机械。它具有施工过程简单、配套设备少、工作效率高等优点，适合综合机械化施工，故在水源充足的地区，在软土隧道掘进的施工中得到广泛的采用。水力土方机械由水力挖掘（高压离心水泵、水枪、供水管道等）和水力排泥（泥浆泵和水力吸泥机）两部分构成。

用以生产工程建设所需的人工砂石料以及完成混凝土拌制、运输、浇筑作业的机械。可分为：①水泥储运设备。包括散装水泥运输车辆、水泥罐、斗式提升机、螺旋输送机、水泥真空泵、风送水泥管道，以及袋装水泥的拆包机等。②砂石料加工机械。包括破碎机、棒磨机、筛分机、洗砂机、给料机、堆料机等。其中破碎机有颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机等多种形式，需根据采用天然砂砾料或人工砂石料的不同工艺流程进行选择。③混凝土搅拌设备。主要为混凝土搅拌机，用以将水泥、砂石骨料、水、外加剂和掺合料等按一定配比搅拌成混凝土。根据混凝土搅拌过程中配合进料、贮存、配比、称量、出料与控制等要求而设置的机械设备，可以组成机械化的搅拌站或机械化、自动化程度较高的搅拌楼。④混凝土运输设备。通常使用混凝土吊罐并配以各种起重运输机械。专用混凝土运输设备有混凝土泵及泵车、混凝土搅拌车、塔带机、混凝土料罐车、溜筒，还有混凝土皮带布料机等。⑤混凝土浇筑设备。包括振捣器、平仓机、平仓振捣机等，还有为碾压混凝土施工专用的振动碾、切缝机等。

用于灌浆、修建防渗墙以及进行各种桩工基础施工作业，可分为：①钻孔机械。包括各种地质钻机、冲击钻机、大口径工程钻、反循环钻机等。有的钻机也可用于凿岩钻孔进行石方爆破。②灌浆机械。有各种灌浆泵及其附属设备，分别用于水泥灌浆、黏土灌浆、化学灌浆等。③桩工机械。有各种打桩机，也还包括一些异形桩的专用施工机械，如振冲器、沙桩机、土钻、旋喷设备等。其中用于加固松软地基的振冲器，利用偏心块在定轴旋转时产生的水平向振动力振挤填料及周围土体，以提高地基承载能力、减少沉降量、增加地基稳定性、提高抗地震液化能力。

用以运送土石方、砂石料、混凝土以及场内外各种物资装备的机械设备。按其运用范围可分为地面运输机械、水上运输船舶，以及空中运输飞机等，水利工程施工中主要使用地面运输机械。一般分为：①有轨运输机械。包括宽轨、准轨、窄轨等不同轨距的内燃机车，电瓶机车、窄轨与准轨平车、矿车、斗车，以及棚车、敞车等。在地下工程开挖出渣时还有专用梭式矿车等。②无轨运输机械。包括自卸汽车、载重汽车、平板挂车、汽车挂车等。在水利工地以各种自卸汽车的应用较多，其中的重型和超重型自卸汽车一般属于非公路运输用的，通常与挖掘机配套使用，它的长度、宽度、高度等外廓尺寸以及轴荷等不受公路法规的限制，但只允许在工地上使用。③连续运输机械。包括各种螺旋输送机、斗式提升机、移动式胶带输送机、固定式胶带输送机与架空索道等。在水利工地以胶带输送机的使用较为广泛。

通过起重吊钩或其他取物装置垂直升降或水平移动重物的循环做运动，用以进行装卸物资、吊运混凝土吊罐，以及安装金属结构和设备。可分为：①简易起重机具。如千斤顶、卷扬机，以及绞车、电动葫芦等。②桥架类起重机。以桥形主梁的金属结构作为主要承载构件。通过起升机构、小车运行机构、大车运行机构等三个工作机构的组合运动，使起重机在固定跨度的盒形空间内完成物料搬运作业任务。桥形结构两端有固定式的，也有移动式的，如桥式起重机、龙门式起重机、缆索式起重机等。③臂架式起重机。具有起重臂，可以进行起升、变幅、回转作业，通常都具有行走装置，可以移动工作位置，如履带式起重机、轮胎式起重机、汽车式起重机、门座式起重机、塔式起重机等，也有固定式的，如桅杆式起重机及固定式塔机等。④其他类型起重机。如内燃叉车、升降机等。

多为通用机械，都是为水利工程施工所必备的，如空气压缩机、电焊机、水泵、各种金属切削机床、木工加工机械等。也有某些专用设备，如适应冬季施工需要的锅炉，混凝土温度控制需用的制冷设备，以及降低地下水位的井点系统等。

施工机械的发展趋势是：①向大型化、系列化发展。在土石方机械中已出现有大功率推土机、大斗容挖掘机和装载机、特大型起重机、大载重量自卸汽车等，并逐步实现了产品的系列化生产，形成了从小型到大型不同规格的产品，便于各种施工机械相互配套，组成不同级别的作业线。②力求多用途和超小型化。液压技术的发展和快速可更换连接装置的诞生推动了施工机械多用途、超小型化、微型化发展，适应狭窄施工场的使用要求，可使用户充分发挥设备本身的效能，尽可能地用机器作业替代人力劳动，提高生产效率。如装载机和单斗挖掘机可配备各种快速可更换的工作装置；大型推土机配松土器等。③采用各种新技术。通过引入计算机管理、故障诊断、远程监控系统及整机智能化，提高设备性能。例如：普遍使用液压技术；混凝土搅拌楼中使用微机控制；采用激光制导技术装备的推土机；电液控制自动换挡变速器技术、机电一体化控制技术、负荷传感全功率控制技术和可编程控制与遥控及无人操作技术等。④节能与环保。为提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要求，国外主要从降低发动机排放、提高液压系统效率和减振、降噪等方面入手，绿色环保型工程机械理念已经显露。通过人机工程学，注意操作人员的安全、舒适，尽可能使操作简化，并增设各种安全防护与保险装置，防止污染和发生恶性事故。⑤新设计和新结构的不断采用。例如，日本新卡特彼勒—三菱公司负荷分析方法，准确地进行了推土机实际作业时受力部件的应力分析，提出了延长机件寿命的设计，即降低机件表面的接触应力；用螺旋齿代替渐开线齿轮，使重叠系数增大；分散负荷，如采用三角形履带行走系代替常见的履带行走系，将驱动轮从常规的触地式移至三角形顶部，减小驱动轮承受的冲击负荷、作业负荷；采用湿式离合器、湿式制动器等，以减少摩擦热。