明挖法是指一种先将地面挖开，在露天情况下修筑衬砌，然后再覆盖回填的地下工程施工方法。多用于浅埋隧道。明挖法是软土地下工程施工中最基本、最常用的施工方法。
1、明挖法概述明挖法即先从地表向下开挖基坑或堑壕，直至设计标高后，自基底由下向上顺序施工，完成地下工程主体结构后进行土方回填，最终完成地下工程施工。明挖法施工具有历史悠久、应用广泛的特点。据统计采用明挖法建造的地下工程约占软土工程总数的三分之二以上。
1.明挖法优缺点
明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济及主体结构受力条件较好等，在没有地面交通和环境等条件限制时，应是首选方法。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等。
2.明挖法开挖形式
明挖法通常分为无支护放坡开挖和基坑支护开挖两种形式。
放坡开挖的优点是不必设置支护结构，而且主体结构施工时场地较大，便于施工布置；缺点是开挖工程量相对较大，而且占用场地大，适合在旷野采用明挖法修建的地下工程。
在场地条件受限的情况下，如城市地下工程施工，常采用基坑支护开挖方法。通常，为保证基坑侧壁稳定及邻近建筑物的安全，需采取基坑侧壁的支护加固措施，即设置基坑支护结构，包括支护桩墙、支撑系统、围檩、防渗帷幕、土钉及锚杆等。基坑支护结构安全与否，不仅直接关系到所建工程的成败，而且关系到邻近已建工程的安危。
施工时，采用无支护放坡开挖还是基坑支护开挖，应根据工程地质条件、开挖工程规模、地面环境条件、交通状况等因素综合确定。
2、明挖法的发展随着科学技术的进步与施工技术水平的不断提高，明挖法施工在技术上已有较大发展，主要表现为：
1.支护类型的发展。场地开阔时，基坑开挖一般采用放坡开挖；当开挖深度大于7m，场地受到限制或拟减少土方开挖量时，需设置支护结构保护基坑。可供选择的支护类型有钢板桩、木板桩、钢筋混凝土预制板桩、柱列式钻孔灌注桩、挖孔桩、水泥土搅拌桩、土锚、土钉和地下连续墙等支护结构类型。
2.支撑类型的发展。开挖深度小于4.0m时，通常可不加横撑，仅用悬臂式围护结构保护基坑；基坑深度大于4.0m，需加设一道或数道横撑。支撑结构分内支撑和外拉锚两类。内支撑有型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑、围檩、立柱撑等；外拉锚有拉锚、土锚两种结构形式。
3.地下水控制技术的发展。在地下水位较高的地区进行明挖法施工时，排水方法有明排法、盲沟法和现已广泛应用的人工井点降水法。
4.盖挖法技术。为了克服明挖法对地面影响大的局限性，宜采用盖挖法。益挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工，主体结构可以顺作，也可逆作。
3、明挖法适用条件明挖法的应用与许多因素相关，如建筑周边的环境条件，工程地质、水文地质条件，结构物的埋深及技术经济指标等。因此，选用明挖法修建各种地下工程时，应全面、综合考虑各种因素。
1.浅埋地下工程施工。常见的浅埋地下工程主要有地铁车站、地铁行车通道、城市地下人行通道、地下综合管网工程等。这些浅埋工程的覆土厚度(埋人土中的深度)多为5～10 m，一般都采用明挖法施工。在某些情况下，有的埋深达10多m甚至20多m的地下工程，也可采用明挖法施工。但是，明挖法施工明显受结构埋深的制约。当埋深较大时，由于施工技术难度大，同时往往因开挖和回填工程量很大，工程费用有可能比暗挖法高，此时从技术经济角度考虑，选用明挖法就不适宜了。
2.平面尺寸较大的地下工程。某些地下工程埋深不大，但平面尺寸很大，如一些城市的地下广场、大规模地铁车站、地下商场等，其内部结构也多采用一般的梁板结构，这类工程适宜采用明挖法施工。对于这类大平面尺寸的地下工程，明挖法施工时通常采用分部开挖法或沟槽开挖法。先在周边开挖至设计标高，建造好外围结构，然后开挖中间部分，再进行内部结构施工及顶板施工和覆土回填。
3.基坑工程。基坑工程是许多工程建设的辅助工程，并且基坑工程也只能采用明挖法施工。
4.其他工程。与高层建筑深基坑工程类似，有些工程在施工中也需要深基坑作为施工辅助工程，如桥梁工程中的锚锭基坑工程，需要将锚锭板埋置于很深的地层中，这就需要开挖深基坑。此外，盾构法和顶管法施工的施工井也采用自地面垂直向下开挖的明挖法进行修建。
4、明挖法分类按照对边坡维护方式的不同，明挖法可分为放坡明挖法、悬臂支护明挖法和围护结构加支撑明挖法。应当注意的是，当采用悬臂支护明挖法或围护结构加支撑明挖法时，工程的重点和难点就转化为深基坑的维护问题。
1．放坡明挖法
放坡明挖法是根据隧道侧向土体边坡的稳定能力，由上向下分层放坡开挖隧道所在位置及其上方土体至设计隧道基底高程后，再由下向上顺隧道衬砌结构和防水层，最后施作结构外填土并恢复地表状态的施工方法。
放坡明挖法主要适用于埋置特浅、边坡土体稳定性较好，且地表没有过多的限制条件的隧道工程中。放坡明挖法虽然开挖方量较大且易受地表和地下水的影响，但可以使用大型土方机械。施工速度快，质量也易得到保证，作业场所环境条件好，施工安全度高。边坡局部稳定性较差时，可采用喷射混凝土进行坡面防护或采用锚杆加固边坡土体。
2．悬臂支护明挖法
悬臂支护明挖法是将基坑围护结构插入基底高程以下一定深度，然后在围护结构的保护下开挖基坑内的土体至设计隧道基底高程后，再由下向上顺作隧道主体结构和防水层，最后施作结构并回填土以恢复地表状态的施工方法。
悬臂支护明挖法常用的围护结构有打入木桩、钢桩、钢筋混凝土预制桩、就地挖孔或钻孔灌注钢筋混凝土桩、钻孔灌注钢筋混凝土连续墙等，以上各种措施也可联合采用。悬臂支护明挖法主要适用于埋置较浅、边坡土体稳定性较差，且地表有一定的限制性要求隧道工程中。
3．围护结构加支撑明挖法
围护结构加支撑明挖法是当基坑深度较大、围护结构的悬臂较长时，在不增加围护结构的刚度和插入深度的条件下，围护结构的悬臂范围内架设水平支撑以加强维护结构，共同抵抗较大的外侧土压力。在主体结构由下向上顺作的过程中，按要求的时序逐层分段拆除水平支撑，完成结构体系转换，最后施作结构外回填土并恢复地表状态的施工方法。
围护结构加支撑明挖法主要适用于埋置不太浅、边坡土体稳定性较差、外侧土压力较大且地表有一定限制性要求的隧道工程中。
水平支撑的强度、刚度、间距、层数及层位等技术参数，应根据对水平支撑与围护结构的共同工作状态、结构体系转化过程工艺的要求进行力学分析计算确定。施工中必须经常检查支撑状态，必要时应对其应力进行监控和量测。采用水平支撑的优点是：墙体水平位移小，可靠安全，开挖深度不受限制。
水平支撑常用的形式有横撑、角撑和环梁支撑。平面矩形围护结构的基坑拐角或断面变化处用角撑，短边方向一般用横撑，平面环形同护结构也采用环形支撑。开挖基坑宽度较大，水平支撑刚度不足时，还可考虑加设中间支柱来保持其稳定性。水平支撑结构以钢管、型钢及型钢组合构件为好，因其拆装方便，占空间较小，回收率较高，故在实际工程中应用较多。
5、延伸阅读：地铁设计施工国内由于历史原因，地铁修建的时间与世界上第一条地铁相比，要晚了一个世纪。1969年10月，北京的第一期地铁才完工投入运营。但是，由于路线供电有问题，不到一个月就因为火灾停运，直到1971才又重新运营。
世界上第一条地铁，英国伦敦大都会地铁修建的场景
与上个世纪相比，地铁的建修方式有了很大的变化。目前，地铁隧道的修建，一般采用明挖回填法或钻挖法：
1、明挖回填法：最简单直接的方法是明挖随填（明挖回填）。这种方法一般是在街道上挖掘大坑，再在下面建造隧道结构，隧道有足够的承托力后才把路面重新铺上。除了道路被掘开，其他地下结构如电线、电话线、水管等都需要重新配置。
2、钻挖法：先在地面某处挖一个竖井，再在井底挖掘隧道。最常见的方法为使用钻挖机（潜盾机，盾构机），一面挖掘一面把预先准备好的组件安装在隧道壁上。对于建筑物高度密集的地方（如香港的香港岛），钻挖法甚至唯此一个可行的建造方法。
而地铁车站施工一般采用以下几种常用方法建造：
1、明挖顺作法：适用于建筑物比较密集，场地条件比较狭窄的基坑或沟槽，如基坑深度较大，地下水位较高，地层基本无承载力，环境保护要求较高，釆用放坡开挖难以保证基坑的安全和稳定，可施工围护桩、墙时，采用垂直明挖法施工。
2、基坑盖挖顺作法：适用于建筑物比较密集、地面交通繁忙、场地条件比较狭窄且规模较大的基坑工程，对于开挖范围较大，地下水位高，地层自稳能力较差，降水比较困难的地下工程或采用敞口开挖难以保证施工和环境安全时，可考虑采用盖挖顺作法。
3、基坑盖挖逆作法：盖挖逆作法一般适用于建筑物比较密集，地面交通繁忙，场地条件比较狭窄的深、大基坑或平面形状比较复杂的基坑施工。
与修建方式相比，地铁的前期规划和设计也是地铁修建过程中，至关重要的一环。地铁工程影响范围广，施工难度大，建造成本高，前期设计中出现的任何问题，都将对后期施工造成巨大的损失。
当前，地铁设计需要遵循2014年3月开始实施的国家标准GB50157-2013《地铁设计规范》，车站的总体布局应符合城市规划、城市交通规划、环境保护和城市景观的要求，妥善处理好与地面建筑、地下管线、地下构筑物等之间的关系。
随着近年来BIM技术的发展，为了可视化的展示地铁设计效果，提前发现地铁设计中不合理的地方，预防后期出现的施工风险。地铁在经过二维图纸设计后，会通过BIM软件进行三维建模，并生成施工风险报告。
地铁设计包括地铁总体设计、车站总平面布局和车站建筑设计三个方面。在进行BIM建模时，我们需要采用专业的轨道交通设计BIM软件，对地铁站厅、站台、出入口的各种设施进行详细的建模，以便指导后期施工。
目前，地铁设计一般采用OpenRail Designer轨道交通设计软件。OpenRail Designer是一款创新应用程序，可用来对各种规模的铁路基础设施进行初步设计和详细设计。能处理各种复杂任务，例如站场/站点设计、隧道和路线建模、岔道和道岔放置、接触网电气化、现场开发、污水和雨水管网设计、地下设施和生成施工风险报告。
下面，我们一起来看下这款软件的具体功能：
1、分析铁轨和枕木放置
铁轨放置功能可通过轨道加宽表和超高数据确保计算出精确的轨道坐标和节点。还可以根据几何图形和道岔位置创建简单的长枕木。
2、分析铁轨回归
使用回归分析将轨道数据勘测转换为完整线形。从各种勘测数据类型（包括过渡方式和超高）中确定最合理的轨道几何线形。然后您可以利用该几何图形来进行设计变更。
3、自动化轨道绘图
利用文档中心自动生成高质量的图纸, 包括在整个项目中保持一致的多专业文档集。以工作表方式获取项目的实时视图。随着设计的变化, 工作表也会随之变化。直接在工作表中中进行编辑, OpenRail Designer 将更新源几何。
4、创建纵断面图和横断面图
从设计中的任意点创建纵断面图和横断面图。借助动态横断面在修改设计时实时查看更新。您可以查看地面变化以反映设计编辑，包括地表特征、廊道组件，以及建筑限制或车站等注释。
5、铁路和公路廊道设计和分析
沉浸式廊道建模功能支持复杂的建模, 符合BIM 2 级及更高等级的文件联合要求。通过单一的参数化的表现形式, 从各个方面简化铁路复杂的开发过程。您可以控制时间间隔沿廊道快速移动, 查看并对所有铁路组件进行动态设计。
6、设计与放置铁路信号
在铁路模型中配置和放置信号。建立交互信号源自车盖、方位和架杆等。然后使用线性参考来放置信号并确定相对于轨道的方位。如果需要，可以生成同一个信号方案的地理信息和图表视图。
7、在空间环境中设计
清楚地了解现有条件，轻松地使图像，点云，三维实景网格与设计和建筑模型成一体，加速设计建模工作流。集成的地理空间信息保证模型精确的地理定位。
8、设计铁轨排水系统
确保铁路设计中包含合理的排水系统对确保铁路的可用性至关重要。通过有效设计防止雨水或洪水损坏铁路网，可降低铁路网维护成本并提高可用性。
9、设计轨道几何图形
结合勘察、设计规则和运营需求，为轨道生成最优几何图形。使用工程设计工作流生成符合当地设计规则的水平和垂直线形及超高设计。
10、设计站场、车站和岔道
通过易于使用的几何功能和全面的道岔库，您可以设计站场、车站和岔道。基于规则的轨道元素可确保轻松适应设计变更。
11、复用常用设计布置
使用土木工程单元确保符合实施标准，提高设计质量，且无需重复设计通用配置。同时，对土木工程单元的简洁性和复杂度没有限制。
12、支持BIM工作流
导出数字化可交付成果，包括IFC，来支持行业BIM工作流。利用包含组件属性的 Asset Manager，实现更有效、数据更丰富的BIM可交付成果。在数字孪生环境中改善您的BIM工作流，并支持创建所有传统和数字化设计可交付成果。
13、可视化设计
借助约束驱动的模板、上下文敏感的直观界面和动态三维建模工具体验实时设计。在建模工作流中按需随时将设计可视化。无需执行转换、软件或特殊工作流流程。
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