在地面建筑少、拆遷少、地表干擾小的地區修建淺埋地下工程通常采用明挖法，明挖法按開(kāi)挖方式分放坡明挖和不放坡明挖。放坡明挖法主要適用于埋深較淺、地下水位較低的城郊地段，邊坡通常進(jìn)行護面防護、錨噴支護或土釘墻支護。不放坡明挖是指在圍護結構內開(kāi)挖，主要適用于場(chǎng)地狹窄及地下水豐富的軟弱圍巖地區，圍護結構形式主要有地下連續墻、人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、鉆孔咬合樁、SMW工法、工字鋼樁和鋼板樁圍堰等。


         明挖法施工難度小，容易保證質(zhì)量，工期短，造價(jià)低，因此在早期的地下工程施工中應用較多，但由于該法占地多、拆遷量大，影響交通，噪音污染嚴重，且隨著(zhù)淺埋暗挖法施工技術(shù)的進(jìn)步和盾構法的引進(jìn)，明挖法在地下工程修建中應用逐漸減少。目前在國內外地下工程修建中明挖法主要應用于大型淺埋地下建筑物的修建和郊區地下建筑的修建，且逐漸演化成蓋挖和明暗挖結合的施工方法，但總體來(lái)講明挖法在地下工程建設中仍是主要施工方法。以北京地鐵的修建為例，在早期由于施工方法的限制，地鐵一、二號線(xiàn)基本采用明挖法修建，隨著(zhù)地下工程修建技術(shù)的進(jìn)步，明挖法主要應用于地鐵車(chē)站的建設及郊區淺埋地下線(xiàn)路的修建，表1為北京新建地鐵線(xiàn)路所采用修建方法統計，也說(shuō)明明挖法仍是一種主要的地下建筑修建方法。
         明挖法修建地下工程的防水等級分為四級，各級的標準應符合表2的規定，地下工程防水等級，應根據工程的重要性和使用中對防水的要求選定。明挖法地下工程防水設防要求按表3執行。采用明挖法施工的結構防水，一般由結構自防水和附加防水層所組成。附加防水層可以用卷材、涂料或防水砂漿等做成，通常防水層設在主體結構外側（迎水面），且要求與結構表面粘結良好。本文主要以明挖法修建地鐵工程為例研究地下工程防水設計和施工方法，地鐵工程的防水等級為：地下車(chē)站及機電設備集中區段為一級防水，區間隧道及聯(lián)絡(luò )通道等附屬的隧道結構為二級防水。
         2 放坡明挖法地下工程主體防水設計
         放坡明挖法工程防水通常主體結構采用防水混凝土、全外包防水層進(jìn)行防水，防水材料易于施作，容易達到防水要求。
         2.1 主體結構防水混凝土的設計


         防水混凝土的設計抗滲等級，應符合表4的規定。防水混凝土的環(huán)境溫度，不得高于80℃，當地下水具有侵蝕性時(shí)，防水混凝土的耐侵蝕系數≥0.8。防水混凝土的裂縫寬度≤0.2mm，并不得貫通，迎水面鋼筋保護層的厚度≥50mm，結構厚度≥250mm。
         2.2 外包防水層的設計
         外包防水層通常采用塑料防水板、卷材防水層，鋪設在混凝土結構主體的迎水面，敷設層數為一到二層。選用塑料防水板時(shí)，厚度宜為1～2mm。當采用高聚物改性瀝青防水卷材時(shí)，厚度不應小于3mm，單層使用厚度不應小于4mm，雙層使用總厚度不應小于6mm；當采用合成高分子防水卷材時(shí)，單層使用厚度不應小于1.5mm，雙層使用總厚度不應小于2.4mm。防水層的設計應包括保護層，保護層通常有水泥砂漿保護層、細石混凝土層、土工布以及泡沫緩沖材料等。主體結構防水層施工完后，由于結構外空間較大，一般要以粘土層作為不透水層，結構頂面做成“人”字形排水坡，外圍回填土分層夯實(shí)。圖1為某明挖地鐵區間主體防水設計。
         3 不放坡明挖法地下工程主體防水設計
         不放坡明挖法通常在基坑四周先施作地下連續墻或間隔樁，作為支擋結構，再進(jìn)行基坑開(kāi)挖和結構建造。此種方法主要適用于大型地鐵車(chē)站、大型地下商業(yè)廣場(chǎng)、淺埋且不適宜放坡的地下工程、地鐵盾構始發(fā)井和吊出井等地下建筑物的建造。
         該法中圍護結構起到擋土和隔離地下水（地下連續墻）的作用，圍護結構施作完畢后，通常鋪設防水層（包括保護層和防水板），然后再施作內襯結構，此種方法即為復合式防水。圖2為北京地鐵車(chē)站明挖防水典型防水做法示意。 
         4 明挖法地下工程細部構造防水 
         據統計，地下工程建成后的滲漏水有70％
         以上發(fā)生在變形縫和施工縫及其他細部構造部位，因此，地下工程細部構造防水是防水的重點(diǎn)、難點(diǎn)和薄弱點(diǎn)，必須引起高度重視。


         4.1變形縫
         變形縫應滿(mǎn)足密封防水，適應變形、施工方便、檢查容易等要求。變形縫處混凝土結構的厚度不得小于300mm；變形縫的設計寬度為20mm，采用的材料必須可靠耐久，滿(mǎn)足變形縫的伸縮要求。通常地鐵車(chē)站主體與出入口通道、風(fēng)道、區間連接處設變形縫。變形縫應采取多道防線(xiàn)防水，按防水設防要求選擇合理的防水措施，圖3為選用中埋式止水帶與外貼式止水帶復合防水措施的變形縫，適用于一級防水。
         4.2施工縫
         施工縫分縱向施工縫和環(huán)向施工縫，防水混凝土應連續澆筑，少留縱向施工縫。為了減少混凝土的開(kāi)裂及縫的滲水，宜加密環(huán)向施工縫，減少變形縫，一般施工縫間距以10～15m為宜。留設施工縫遵守以下規定：墻體水平施工縫留在高出底板表面不小于300mm；板墻結合 
         的水平施工縫，留在板墻接縫線(xiàn)以 
         下150～300mm處；施工縫距墻體預留孔洞邊緣不小于300mm。圖4為二級防水下施工縫的通常防水構造形式。
         4.3后澆帶
         后澆帶應設在受力和變形較小的部位，間距宜為30～60m，寬度宜為700～1000mm，通常做成平直縫，結構主筋不得在此處斷開(kāi)，其防水構造如圖5，適于一級防水。
         后澆帶的施工應滿(mǎn)足以下規定：后澆帶須在兩側混凝土齡期達到42d后再施工。后澆縫防水按施工縫防水要求執行。后澆帶混凝土施工前，后澆帶部位和外貼式止水帶應予以保護，嚴防落入雜物和損傷外貼止水帶。后澆帶采用補償收縮混凝土澆筑，其強度等級不應低于兩側混凝土。養護時(shí)間不得少于28天。
         4.4穿墻管
         穿墻管要在澆筑混凝土前預埋，其與內墻角、凹凸部位的距離應大于250mm，其防水構造見(jiàn)圖6。
         穿墻管防水施工時(shí)應符合以下規定：金屬止水環(huán)應與主管滿(mǎn)焊密實(shí)；管與管的間距應大于300mm；穿墻管伸出外墻的部位，應采取有效措施防止回填時(shí)將管損壞。
         4.5轉角處、陰陽(yáng)角


         轉角處、陰陽(yáng)角要做成半徑R不小于50mm的圓角，增貼一層相同的卷材，寬度不小于500mm，見(jiàn)圖7。
         5 明挖法防水施工
         防水施工是防水的重要環(huán)節，再完美的防水設計，如果施工時(shí)不細心、不注意，防水材料就會(huì )被損壞，從而導致防水體系的失效。防水施工無(wú)論從材料還是工藝都要嚴格遵照技術(shù)要求，認真比選材料，嚴格施工。
         5.1 防水混凝土施工
         防水混凝土的施工質(zhì)量對結構防水的成效起著(zhù)十分關(guān)鍵的作用，要做好結構的防水必須從防水混凝土的原材料、施工工藝著(zhù)手，把好施工的每一環(huán)節。
         5.1.1防水混凝土材料
         （1）水泥
         防水混凝土所使用水泥的強度等級應≥32.5MPa；在不受侵蝕性介質(zhì)和凍融作用時(shí)，宜采用普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦碴硅酸鹽水泥，使用礦碴硅酸鹽水泥必須摻用高效減少劑；在受侵蝕性介質(zhì)作用時(shí)，應根據介質(zhì)的性質(zhì)選用相應的水泥；在受凍融作用時(shí)，應優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥，不宜采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；不得使用過(guò)期或受潮結塊的水泥，并不得將不同品種或強度等級的水泥混合使用。
         （2）骨料、水及外加劑
         防水混凝土所用的石子最大粒徑不得大于4mm，泵送時(shí)其最大粒徑為輸送管徑的1/4；吸水率不得大于1.5％；不得使用堿活性骨料。其他要求應符合《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及檢驗方法》（JGJ53－92）的規定。防水混凝土采用中砂，其要求應符合《普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》（JGJ52－92）的規定。拌制混凝土所用的水，應符合《混凝土拌合用水標準》（JGJ63－89）的規定。防水混凝土要求摻入不大于20％的一級粉煤灰，采用泵送施工。要求摻入減水劑，其摻量根據試驗確定。
         5.1.2 防水混凝土施工工藝
         （1）防水混凝土的配合比應符合以下規定：摻用粉煤灰時(shí)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；采用預拌混凝土時(shí)，入泵坍落度控制在120±20mm，入泵前坍落度每小時(shí)損失值不得大于30mm，坍落度總損失值不得大于60mm；混凝土含氣量控制在3％～5％；采用預拌制混凝土時(shí)，緩凝時(shí)間控制在6～8h。
         （2）防水混凝土配料必須按配合比采用電子計量設備準確稱(chēng)量，計量允許偏差為±1％；減水劑應預拌成一定濃度的溶液。


         （3）防水混凝土的拌合物采用機械攪拌，攪拌時(shí)間不少于2min。拌合物在運輸后如出現離析，必須進(jìn)行二次攪拌；當坍落度損失后不能滿(mǎn)足施工要求時(shí)，須加入原水灰比的水泥漿或二次摻加減水劑進(jìn)行攪拌，嚴禁直接加水。防水混凝土采用高頻機械振搗和插入式振搗器振搗密實(shí)，以混凝土泛漿和不冒氣泡為準，要避免漏振、欠振和超振。
         （4）防水混凝土應連續澆筑，少留施工縫。留設施工縫遵守以下規定：墻體水平施工縫留在高出底板表面不小于300mm；板墻結合的水平施工縫，留在板墻接縫線(xiàn)以下150～300mm處；施工縫距墻體預留孔洞邊緣不小于300mm。
         （5）施工縫施工須符合如下規定：水平施工縫澆灌混凝土前，要將其表面浮漿和雜物清除，先鋪凈漿，再鋪30～50mm厚的1：1水泥砂漿或涂刷混凝土界面處理劑，并及時(shí)澆灌混凝土。垂直施工縫澆灌混凝土前，要將其表面清理干凈，再涂刷水泥凈漿或混凝土界面處理劑，并及時(shí)澆灌混凝土。
         （6）大體積防水混凝土的施工，須采取以下措施：在炎熱季節施工時(shí)，采取降低原材料溫度、減少混凝土運輸時(shí)吸收外界熱量等降溫措施�；炷�土內部預埋管道，進(jìn)行水冷散熱。采取保溫保濕養護，混凝土中心溫度與表面溫度的差值不得大于25℃，混凝土表面溫度與大氣溫度的差值不得大于25℃，混凝土終凝后應立即進(jìn)行養護，養護時(shí)間不少于14d。
         （7）防水混凝土結構內部設置的各種鋼筋或綁扎鐵絲，不得接觸模板。固定模板用的螺栓必須穿過(guò)混凝土結構時(shí)，采用工具式螺栓或螺栓加堵頭，螺栓上加焊方形止水環(huán)。拆模后采取加強防水措施將留下的凹槽封堵密實(shí)，并在迎水面涂刷防水涂料。
         （8）防水混凝土的冬期施工，須符合以下規定：混凝土入模溫度不低于5℃；采用綜合蓄熱法、蓄熱法、暖棚法等養護方法，并保持混凝土表面濕潤，防止混凝土早期脫水；采取保溫保濕措施。
         5.2 防水層施工
         防水層包括水泥砂漿防水層、卷材防水層、涂料防水層、塑料防水板防水層及金屬防水層，分別適用于不同防水要求的地下工程，其中塑料防水板防水層由于其良好的防水性能，在明挖法防水施工中應用較多，以下重點(diǎn)介紹塑料防水板防水層的性能及施工工藝。 
         5.2.1 防水材料要求


         塑料防水板可選用乙烯－醋酸乙烯（EVA）、乙烯－共聚物瀝青（ECB）、聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯(LDPE)類(lèi)或其他性能相近的材料。塑料防水板應符合下列規定：幅寬宜為2～4m；厚度宜為1～2mm；耐刺穿性、耐久性、耐水性、耐腐蝕性、耐菌性好；其物理力學(xué)性能應符合表5的規定。
         5.2.2 防水板的鋪設
         防水板應在初期支護基本穩定并經(jīng)驗收合格后進(jìn)行鋪設。鋪設防水板的基層宜平整、無(wú)尖銳物�；鶎悠秸�度應符合D/L＝1/6～1/10的要求（其中D