分土方开挖和石方开挖两大类。如按其功能分为：水工建筑物（闸、坝、溢洪道、引水渠、隧洞、扬水站等）基础开挖；河道开挖及疏浚；填筑材料、建筑材料及骨料采集；围堰及临时建筑物拆除等。按施工方式可分明挖和洞挖，亦可分为陆上和水下开挖。在水利工程中一般土石方开挖工程量较大，工期长，强度高，需用人力物力较多，受水文、气象、季节等自然条件影响大，开挖之前特别是水下和地下开挖工程要花费较大力量、较多时间探明工程地质条件，因此，它经常成为工程初期甚至施工过程的关键，对施工进度、质量、安全和工程效益具有重大影响。

土石方开挖施工方法有：人工开挖，半机械化开挖，机械开挖以及爆破、水力等特殊开挖。人工或半机械化开挖使用锹、镐、铲、锄、耙、钎、风镐等工具开挖。机械化开挖在陆上使用单斗挖掘机（有正铲、反铲、抓斗、拉铲等）、多斗挖掘机、推土机、铲运机、开沟机、平土机、装载机、冲击钻等。水上机械开挖使用绞吸式、冲吸式、耙吸式、气动式、链斗式、抓斗式、铲斗式、两栖式等型挖泥船舶。对岩石、沙僵、冻土、坚实粘土常用爆破法开挖。常用的爆破技术有钻孔爆破、洞室爆破、控制爆破、预裂爆破、光面爆破、定向爆破、水下爆破、岩塞爆破等。爆破钻孔使用机具有手风钻、凿岩机、潜孔钻机、回转钻机、凿岩台车、多臂钻车等。岩石隧洞开挖除用爆破法开挖之外，还可用隧洞掘进机开挖，在土质或松软岩石中开挖隧洞可用盾构法。在特定条件下可用水力开挖土方，对淤泥、流沙开挖亦需用特殊方法。

选择开挖方法，应同时考虑其运输方式，两者必须互相适应。人工和半机械化运输工具有：筐、箕、扁担、抬杠、独轮车、双轮车、畜力车、翻斗车、底开车、胶车、架空索道等；机械运输常用设备有：自卸汽车、标准轨、窄轨机车、牵引矿车、带式运输机械以及拖轮、驳船、水力运输机械等。

制定土石方开挖方案时，要在保证设计要求、开挖质量、施工安全的条件下，进行技术经济比较，选择最优方案。一般应考虑：①满足开挖进度要求和尽快发挥效益的原则，如工程量大时，应进行分项、分段、分块、分层施工；②按照快速、平行流水作业的原则，充分注意适应水文、季节和施工条件，合理安排，均衡生产；③选择设备要与开挖规模、土石特性、工作条件相适应，还要考虑设备运输、组装和所需能源供应条件，挖、装、运、卸设备要合理配套；④对交通道路动力供应系统等施工布置要因地制宜，亦可充分利用自然条件和已有设施，配合进度，根据需要，分期实施；⑤注意安排挖采结合，弃填结合，避免重复倒运，弃碴、弃土场地应尽量少占农田，并注意造地还田，保证渡汛标准和要求；⑥重视施工排水，将有碍施工作业和工程质量的雨水、地面水、地下水和施工废水排至场地以外，为工程制造良好的施工条件；⑦遵守设计和开挖规范要求，保证开挖和物料质量，防止坍坡、滑坡和塌方事故。爆破开挖要防止爆破破坏、地震波、空气冲击波、爆破毒气对建筑物和基础的破坏，勿使危及人身安全；⑧应符合安全、防火、环保卫生规范等。

20世纪50年代，中国的水利工程多用人力施工。以后逐渐采用半机械化施工，水利基建工程，平均每年约完成土方3.7亿立方米，石方600万立方米，由于组织管理得当，充分发挥了人民群众的积极性和创造性，使水利工程建设得到迅速发展。70年代后，逐步采用机械化施工。在机械施工中主要采用：斗容4立方米挖掘机、5.6立方米装载机、10～45吨自卸汽车、16～24.5立方米铲运机、80～410马力推土机、1720米³/时绞吸式挖泥船、750米³/时链斗式采沙船、4立方米斗容铲扬船。长江葛洲坝水利枢纽工程，主体工程土石方开挖年最高达1259.5万立方米，月最高226.4立方米。使用4立方米斗容挖掘机开挖装自卸汽车运输，单机最高台班4万立方米，基坑出碴一般每月每台可完成2.5～3.0万立方米，每月完成量可达80万立方米。采用深孔爆破与预裂爆破结合成型，取得较好效果。750米³/时链斗式采沙船台月产量最高达78.8万立方米。1720米³/时绞吸式挖泥船年产量最高达353万立方米，在荆江大堤淤背工程施工最高月产88.4万立方米，还使用了自浮式水下潜管跨江输泥技术。在引滦入唐工程中，采用直径5.8米隧洞掘进机，最高月掘进213.4米。在陕西省石头河水库用水枪冲土开挖溢洪道106万立方米，平均月产5.89万立方米。中国自1963年颁布了有关施工规程规范，如1982年颁布了《疏浚施工技术规范（试行）》，1983年重新颁布了《水工建筑物地下开挖工程技术规范》和《水工建筑物岩石开挖工程施工技术规范》等。

目前一些发达国家土石方开挖多采用机械联合施工，所用机械日益向大型、液压、轮胎、遥控方向发展，单斗挖掘机容量多为10～11.5立方米，自卸汽车载重量为60～110吨，铲运机容量达57.5立方米，绞吸式挖泥船10000米³/时，抓斗式挖泥船斗容36立方米。