梯弧形断面形式是在梯形和U形渠道断面基础上演变成的一种新型断面形式，在大、中型渠道工程中被广泛应用，该断面底部为圆弧状，两侧渠边坡为直线段，边坡系数根据渠底弧中心角确定，一般类同于梯形断面边坡，范围在1：1～1：1.75之间，个别取值1：2以上；圆弧中心角大于或等于90°。梯弧形复式断面同时具备了梯形和U形断面的优点：湿周较小，水力半径大，过水条件好，抗冻性能高，占地少。

1.梯弧形断面的选择

1.1 梯弧形渠道水力最佳断面按下式计算：

式中——水利最佳断面湿周，m；

ω0——过水断面面积，m2；

H0——断面水深，m；

r0——渠底圆弧半径，m；

b0——弧形底的弦长，m；

m——渠道上部直线段的边坡系数。

1.2 梯弧形渠道水利最佳断面及实用经济断面之间应符合式（2.1）～（2.5）:

式中——实用经济断面湿周，m；

ω——过水断面面积，m2。

1.3 梯弧形实用经济断面计算：

（1）在已知渠道流量Q、渠道比降i、糙率n的条件下，选定边坡系数m，并计算水利最佳断面水深H0、过水断面面积ω0、湿周χ0。

（2）选择几种拟采用进行比较的α值。

（3）针对每种α值按式（2.2）～（2.5）计算出相应的渠底圆弧半径与水深之比Kr。

（4）按式（3.1）～（3.5）计算出相应于不同α值的各项实用经济断面指标。

式中H——实用经济断面水深，m；

r——实用经济断面渠底圆弧半径，m；

b——实用经济断面弧形底弦长，m。

（5）对不同α值得实用经济断面进行综合比较后确定选用方案。

在实际运用当中，如何合理恰当的选用梯弧形断面渠道，应该将实际地形情况的条件有效结合起来，特别是当需要修建的渠道已经有原渠床，需要在原渠床上改建梯弧形渠道，这时候就不能单纯的依靠理论计算来确定断面，而应该根据实际测量数据来选定断面的一些指标，这样可以是渠道挖填方量达到合理。

2.渠道冻胀破坏类型

在渠道设计过程中遇到的最主要问题就是如何解决冻胀破坏，防渗渠道局部出现冻胀破坏，轻者影响了渠道防渗效果和衬砌的耐久性，重者导致渠道停水返修，直接影响农业生产。根据多年实际应用情况，可以将渠道冻胀破坏的类型归为以下三种：

2.1 伸缩缝破坏 渠道分缝处是渠道最薄弱的部位，当冻胀发生时，最有可能破坏的就是伸缩缝开裂，导致分缝止水失效，水随之进入土中，更加剧了冻胀的发生。分缝的间距不当和填缝材料的选择不合适，都会影响渠道的耐久性。

2.2 混凝土板裂缝 在冬季衬砌板中部附近出现的纵向裂缝，多属于冻胀裂缝。冻胀裂缝是由于基土不均匀冻胀，造成衬砌板不均匀变位，裂缝的发展与基土冻胀性强弱有关，出现冻害的渠道基土多属于冻胀性较强。

2.3 边坡滑塌 由于边坡压实度不够，容易引起冻胀鼓起导致边坡滑塌。

3.梯弧形渠道断面的优点

梯弧型断面衬砌，是一种较为优化的断面形式，其近似于最佳水力断面，在一些干、支渠道中优先选用，其破坏程度轻于梯形断面。破坏的类型主要表现为裂缝，出现滑塌的现象较少。该形式的特点是：最易冻胀的渠底和坡脚采用弧形，利用圆弧的反拱作用抵御冻胀，较缓的边坡减少了砼板滑塌的几率。梯弧型断面当渠底土壤冻胀变形时，衬砌体在冻胀力的作用下，通过弧形拱把冻胀力传递到直线边坡上。同时，梯弧型断面的过水湿周是一条连续的光滑曲线，避免了两坡脚的死角，从而避免了两坡脚的制约作用。

因此，梯弧形断面渠道流速分布均匀，易于拉沙，减少淤积，湿周较小，水力半径大，过水条件好，占地少；同时能够改善防渗渠道冻胀变形分布的不均匀性，且渠底有一定的反拱作用，故可减轻砼板的冻胀破坏，减少裂缝和位移。通过近几年来工程实践，梯弧型渠道抗冻胀能力较好。

4.运行管理

当然，渠道在运行当中的破坏，并不仅仅是由于自然因素造成的，人为的因素也起到相当大的作用，比如对渠道管护的疏漏，长时间对渠道不维护，冬季不排除余水等原因造成渠道冻胀严重，所以，渠道修建完成后，在日常使用过程中，要建立完整的运行管理制度。

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