在地面建筑少、拆迁少、地表干扰小的地区修建浅埋地下工程通常采用明挖法，明挖法按开挖方式分放坡明挖和不放坡明挖。放坡明挖法主要适用于埋深较浅、地下水位较低的城郊地段，边坡通常进行护面防护、锚喷支护或土钉墙支护。不放坡明挖是指在围护结构内开挖，主要适用于场地狭窄及地下水丰富的软弱围岩地区，围护结构形式主要有地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩、SMW工法、工字钢桩和钢板桩围堰等。


         明挖法施工难度小，容易保证质量，工期短，造价低，因此在早期的地下工程施工中应用较多，但由于该法占地多、拆迁量大，影响交通，噪音污染严重，且随着浅埋暗挖法施工技术的进步和盾构法的引进，明挖法在地下工程修建中应用逐渐减少。目前在国内外地下工程修建中明挖法主要应用于大型浅埋地下建筑物的修建和郊区地下建筑的修建，且逐渐演化成盖挖和明暗挖结合的施工方法，但总体来讲明挖法在地下工程建设中仍是主要施工方法。以北京地铁的修建为例，在早期由于施工方法的限制，地铁一、二号线基本采用明挖法修建，随着地下工程修建技术的进步，明挖法主要应用于地铁车站的建设及郊区浅埋地下线路的修建，表1为北京新建地铁线路所采用修建方法统计，也说明明挖法仍是一种主要的地下建筑修建方法。
         明挖法修建地下工程的防水等级分为四级，各级的标准应符合表2的规定，地下工程防水等级，应根据工程的重要性和使用中对防水的要求选定。明挖法地下工程防水设防要求按表3执行。采用明挖法施工的结构防水，一般由结构自防水和附加防水层所组成。附加防水层可以用卷材、涂料或防水砂浆等做成，通常防水层设在主体结构外侧（迎水面），且要求与结构表面粘结良好。本文主要以明挖法修建地铁工程为例研究地下工程防水设计和施工方法，地铁工程的防水等级为：地下车站及机电设备集中区段为一级防水，区间隧道及联络通道等附属的隧道结构为二级防水。
         2 放坡明挖法地下工程主体防水设计
         放坡明挖法工程防水通常主体结构采用防水混凝土、全外包防水层进行防水，防水材料易于施作，容易达到防水要求。
         2.1 主体结构防水混凝土的设计


         防水混凝土的设计抗渗等级，应符合表4的规定。防水混凝土的环境温度，不得高于80℃，当地下水具有侵蚀性时，防水混凝土的耐侵蚀系数≥0.8。防水混凝土的裂缝宽度≤0.2mm，并不得贯通，迎水面钢筋保护层的厚度≥50mm，结构厚度≥250mm。
         2.2 外包防水层的设计
         外包防水层通常采用塑料防水板、卷材防水层，铺设在混凝土结构主体的迎水面，敷设层数为一到二层。选用塑料防水板时，厚度宜为1～2mm。当采用高聚物改性沥青防水卷材时，厚度不应小于3mm，单层使用厚度不应小于4mm，双层使用总厚度不应小于6mm；当采用合成高分子防水卷材时，单层使用厚度不应小于1.5mm，双层使用总厚度不应小于2.4mm。防水层的设计应包括保护层，保护层通常有水泥砂浆保护层、细石混凝土层、土工布以及泡沫缓冲材料等。主体结构防水层施工完后，由于结构外空间较大，一般要以粘土层作为不透水层，结构顶面做成“人”字形排水坡，外围回填土分层夯实。图1为某明挖地铁区间主体防水设计。
         3 不放坡明挖法地下工程主体防水设计
         不放坡明挖法通常在基坑四周先施作地下连续墙或间隔桩，作为支挡结构，再进行基坑开挖和结构建造。此种方法主要适用于大型地铁车站、大型地下商业广场、浅埋且不适宜放坡的地下工程、地铁盾构始发井和吊出井等地下建筑物的建造。
         该法中围护结构起到挡土和隔离地下水（地下连续墙）的作用，围护结构施作完毕后，通常铺设防水层（包括保护层和防水板），然后再施作内衬结构，此种方法即为复合式防水。图2为北京地铁车站明挖防水典型防水做法示意。 
         4 明挖法地下工程细部构造防水 
         据统计，地下工程建成后的渗漏水有70％
         以上发生在变形缝和施工缝及其他细部构造部位，因此，地下工程细部构造防水是防水的重点、难点和薄弱点，必须引起高度重视。


         4.1变形缝
         变形缝应满足密封防水，适应变形、施工方便、检查容易等要求。变形缝处混凝土结构的厚度不得小于300mm；变形缝的设计宽度为20mm，采用的材料必须可靠耐久，满足变形缝的伸缩要求。通常地铁车站主体与出入口通道、风道、区间连接处设变形缝。变形缝应采取多道防线防水，按防水设防要求选择合理的防水措施，图3为选用中埋式止水带与外贴式止水带复合防水措施的变形缝，适用于一级防水。
         4.2施工缝
         施工缝分纵向施工缝和环向施工缝，防水混凝土应连续浇筑，少留纵向施工缝。为了减少混凝土的开裂及缝的渗水，宜加密环向施工缝，减少变形缝，一般施工缝间距以10～15m为宜。留设施工缝遵守以下规定：墙体水平施工缝留在高出底板表面不小于300mm；板墙结合 
         的水平施工缝，留在板墙接缝线以 
         下150～300mm处；施工缝距墙体预留孔洞边缘不小于300mm。图4为二级防水下施工缝的通常防水构造形式。
         4.3后浇带
         后浇带应设在受力和变形较小的部位，间距宜为30～60m，宽度宜为700～1000mm，通常做成平直缝，结构主筋不得在此处断开，其防水构造如图5，适于一级防水。
         后浇带的施工应满足以下规定：后浇带须在两侧混凝土龄期达到42d后再施工。后浇缝防水按施工缝防水要求执行。后浇带混凝土施工前，后浇带部位和外贴式止水带应予以保护，严防落入杂物和损伤外贴止水带。后浇带采用补偿收缩混凝土浇筑，其强度等级不应低于两侧混凝土。养护时间不得少于28天。
         4.4穿墙管
         穿墙管要在浇筑混凝土前预埋，其与内墙角、凹凸部位的距离应大于250mm，其防水构造见图6。
         穿墙管防水施工时应符合以下规定：金属止水环应与主管满焊密实；管与管的间距应大于300mm；穿墙管伸出外墙的部位，应采取有效措施防止回填时将管损坏。
         4.5转角处、阴阳角


         转角处、阴阳角要做成半径R不小于50mm的圆角，增贴一层相同的卷材，宽度不小于500mm，见图7。
         5 明挖法防水施工
         防水施工是防水的重要环节，再完美的防水设计，如果施工时不细心、不注意，防水材料就会被损坏，从而导致防水体系的失效。防水施工无论从材料还是工艺都要严格遵照技术要求，认真比选材料，严格施工。
         5.1 防水混凝土施工
         防水混凝土的施工质量对结构防水的成效起着十分关键的作用，要做好结构的防水必须从防水混凝土的原材料、施工工艺着手，把好施工的每一环节。
         5.1.1防水混凝土材料
         （1）水泥
         防水混凝土所使用水泥的强度等级应≥32.5MPa；在不受侵蚀性介质和冻融作用时，宜采用普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿碴硅酸盐水泥，使用矿碴硅酸盐水泥必须掺用高效减少剂；在受侵蚀性介质作用时，应根据介质的性质选用相应的水泥；在受冻融作用时，应优先选用普通硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥；不得使用过期或受潮结块的水泥，并不得将不同品种或强度等级的水泥混合使用。
         （2）骨料、水及外加剂
         防水混凝土所用的石子最大粒径不得大于4mm，泵送时其最大粒径为输送管径的1/4；吸水率不得大于1.5％；不得使用碱活性骨料。其他要求应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53－92）的规定。防水混凝土采用中砂，其要求应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ52－92）的规定。拌制混凝土所用的水，应符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63－89）的规定。防水混凝土要求掺入不大于20％的一级粉煤灰，采用泵送施工。要求掺入减水剂，其掺量根据试验确定。
         5.1.2 防水混凝土施工工艺
         （1）防水混凝土的配合比应符合以下规定：掺用粉煤灰时水泥用量不得少于280kg/m3；砂率控制在35％～45％；水灰比不得大于0.55；采用预拌混凝土时，入泵坍落度控制在120±20mm，入泵前坍落度每小时损失值不得大于30mm，坍落度总损失值不得大于60mm；混凝土含气量控制在3％～5％；采用预拌制混凝土时，缓凝时间控制在6～8h。
         （2）防水混凝土配料必须按配合比采用电子计量设备准确称量，计量允许偏差为±1％；减水剂应预拌成一定浓度的溶液。


         （3）防水混凝土的拌合物采用机械搅拌，搅拌时间不少于2min。拌合物在运输后如出现离析，必须进行二次搅拌；当坍落度损失后不能满足施工要求时，须加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水。防水混凝土采用高频机械振捣和插入式振捣器振捣密实，以混凝土泛浆和不冒气泡为准，要避免漏振、欠振和超振。
         （4）防水混凝土应连续浇筑，少留施工缝。留设施工缝遵守以下规定：墙体水平施工缝留在高出底板表面不小于300mm；板墙结合的水平施工缝，留在板墙接缝线以下150～300mm处；施工缝距墙体预留孔洞边缘不小于300mm。
         （5）施工缝施工须符合如下规定：水平施工缝浇灌混凝土前，要将其表面浮浆和杂物清除，先铺净浆，再铺30～50mm厚的1：1水泥砂浆或涂刷混凝土界面处理剂，并及时浇灌混凝土。垂直施工缝浇灌混凝土前，要将其表面清理干净，再涂刷水泥净浆或混凝土界面处理剂，并及时浇灌混凝土。
         （6）大体积防水混凝土的施工，须采取以下措施：在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施。混凝土内部预埋管道，进行水冷散热。采取保温保湿养护，混凝土中心温度与表面温度的差值不得大于25℃，混凝土表面温度与大气温度的差值不得大于25℃，混凝土终凝后应立即进行养护，养护时间不少于14d。
         （7）防水混凝土结构内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝，不得接触模板。固定模板用的螺栓必须穿过混凝土结构时，采用工具式螺栓或螺栓加堵头，螺栓上加焊方形止水环。拆模后采取加强防水措施将留下的凹槽封堵密实，并在迎水面涂刷防水涂料。
         （8）防水混凝土的冬期施工，须符合以下规定：混凝土入模温度不低于5℃；采用综合蓄热法、蓄热法、暖棚法等养护方法，并保持混凝土表面湿润，防止混凝土早期脱水；采取保温保湿措施。
         5.2 防水层施工
         防水层包括水泥砂浆防水层、卷材防水层、涂料防水层、塑料防水板防水层及金属防水层，分别适用于不同防水要求的地下工程，其中塑料防水板防水层由于其良好的防水性能，在明挖法防水施工中应用较多，以下重点介绍塑料防水板防水层的性能及施工工艺。 
         5.2.1 防水材料要求


         塑料防水板可选用乙烯－醋酸乙烯（EVA）、乙烯－共聚物沥青（ECB）、聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯(LDPE)类或其他性能相近的材料。塑料防水板应符合下列规定：幅宽宜为2～4m；厚度宜为1～2mm；耐刺穿性、耐久性、耐水性、耐腐蚀性、耐菌性好；其物理力学性能应符合表5的规定。
         5.2.2 防水板的铺设
         防水板应在初期支护基本稳定并经验收合格后进行铺设。铺设防水板的基层宜平整、无尖锐物。基层平整度应符合D/L＝1/6～1/10的要求（其中D