本发明提供一种水工建筑物防空蚀装置及施工方法，防空蚀装置包括预埋在混凝土中的固定框架，固定框架与承载层连接，防空蚀面板与承载层固定连接。防空蚀面板为抗空蚀合金材料，包括不锈钢材料或钛合金材料。或者防空蚀面板为橡胶材料。在衬砌台车的模板上粘贴双面胶，将防空蚀装置的防空蚀面板通过双面胶与模板粘接连接；将下一榀的衬砌台车与当前榀的衬砌台车连接，重复上述步骤，安装端头模板，浇筑混凝土，混凝土振捣密实；混凝土养护达到龄期后，拆模；通过以上步骤实现变截面段的防空蚀装置施工。通过在易出现空蚀破坏的过流部位上采用专用的防空蚀面板，减小发生空化的可能性并能够在发生空化时最大程度的减轻空蚀破坏。