U形渠道防渗工程设计实例(修改稿)
关于灌区U型渠道防渗工程技术的探讨
关于灌区U型渠道防渗工程技术的探讨摘要减少输水损失，降低水流渗漏，提高灌溉效率是灌区渠道修筑所不断追求的目标。
文章以灌区u型渠道防渗工程技术为中心话题，主要介绍了u型渠道的优点、工程修筑、工程效益等方面的内容，希望能够引起人们对这一工程技术的进一步关注，能够对实际工作发挥借鉴指导作用。
关键词 u型渠道；防渗工程技术；不透水防护层；衬砌施工中图分类号tv5 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）86-0100-020 引言在灌溉渠道输水的过程中，有相当大的一部分水量会发生渗漏。
渗漏现象的发生不仅影响了灌溉效率，还增大的水渠维修的困难，提高了输水灌溉的成本。
因此，在实际工作中，人们通常采用各种工程技术措施来减少输水渗漏现象，提高灌溉效果。
u型渠道是采用得比较普遍的防渗工程技术，它具有自己显著的优点和良好的效益，将来在工程防渗中值得进一步推广和运用。
1 常用渠道防渗工程技术在灌溉工程中，减少水流的渗漏是人们的普遍追求，目前，比较常用的渠道防渗工程技术包括以下几种：1）减少土壤透水性。
第一，压实法。
使用人工或者机械的方法压实渠底和边坡，使土壤更加密实，减少土壤的透水性。
第二，人工於填法。
使水中所含的黏粒或者细淤泥借助水流下渗，进入并堵塞原有土壤的空隙，减少土壤的透水性；2）建立不透水防护层。
第一，黏土护面。
厚度约为10cm，潮湿状态下进行压实，然后在表面砂土和砾石。
第二，灰土护面。
使用1：5的灰土筑成护面，提高耐冲刷的能力。
第三，卵石护面，具有良好的防渗、方冲刷效果。
第四，浆砌块石护面。
铺砌草皮，结成一体，减少渗漏，防止冲刷。
第五，混凝土护面。
第六，土工合成材料护面。
2 u型渠道防渗工程技术u型渠道是防渗工程技术中的一种较为普遍形式，目前在中小型渠道中得到越来越广泛的运用，并取得了良好的效果。
1）u型渠道防渗工程技术的优点。
u型渠道具有自己显著的特点，总的来说，包括以下几个方面：第一，防渗效果明显。
广东省南雄市农田水利工程渠道防渗衬砌U型化
要性 能在 于 ： 装 、 安 检修方 便 ； 程量 减少 、 工 造价低 ； 流 水 平顺 、 组运行 平稳 、 机 装置 效率 高 、 量大 、 流 气浊性 能好 。
定 ， 般 整定 在 １ 一 ５～２ ｇ运行 。油 压 测 进 油 管 处 的压 ０
产生管 涌和 崩塌 ， 基础 的开挖 和处 理是 沿海兴 建泵站 的
大难题 ， 采用 斜式 装置 能 有 效地 解 决 这 些难 题 ， 设计 提供 了一个 成功 的经验 。
节约 建筑材 料 、 少工程投 资 。 减
据该市 水利部 门应用后 统计 ， ｕ型槽 衬 砌 防渗 技术 比常 规砼 衬 砌方 法 可 节省 投 资 １３以上 ， 用 ／ 比浆砌 石 衬 砌
节省投 资 ４ ％ 以上 ， ０ 省时 省地省 人力 ， 尤其 适用 于流量 在 ２ ｓ ｍ ／ 以下 的中 、 型 渠道 的 防渗衬 砌 。构 件能 实 现机 械 小
； ｛ ； ｛
。
广东 省南雄 市农 田水利工程渠道防渗衬砌 ｕ型化
广东 省南雄 市水 利建设 在 ２ ０世 纪 ５ ７ ０～ ０年代通 过全 市人 民 的努 力 ， 成 了一些 蓄水和 引水工 程 ， 全市 的工 建 对 农业 生产 和经济发 展有 很大 的作用 ， 由于工程 年 久失修 ， 但 重建 轻管 ， 很多 水利 工程 不能发 挥应有 的作 用 ， 配水不 输
经现 场测 试 ， 置 效 率达 到 ６ ％ ， 率 提 高 １％ ， 装 ７ 效 ２ 流量 也 比设 计 提高 １％ ， 动明显 减小 ； 中轴 承结 构设 计 ５ 振 水
U形渠道防渗工程设计实例
U形渠道防渗工程设计实例一、项目背景县位于山区，农田众多，而且降雨量相对较大，因此农田排水成为当地农民面临的主要问题。
为了提高农田排水效果，该县农业部门决定对一些农田进行排水改造，并引进U形渠道防渗工程。
该工程旨在提高农田排水效率，减少土壤渗漏和沟道侧漏，并最大程度地减少土地资源浪费。
二、工程设计概述该工程的设计目标是改善农田排水效果，提高农田的农作物产量。
具体设计方案如下：1.渠道布置设计：根据农田的地形和土质条件，选择适当的位置和长度布置U形渠道。
避免渠道与农田主要道路和房屋等进行交叉，以免影响后续农田管理工作。
2.渠道截面设计：根据该地区的降雨情况和农田排水需求，确定U形渠道的截面尺寸。
渠道底宽、渠道深度和渠道两侧的坡度都需要进行科学的计算和合理的设计，以确保渠道的良好排水能力。
3.地基处理设计：考虑到土壤渗漏问题，设计方案需要对渠道底部进行地基处理。
在渠道底部覆盖一层防渗材料，如土工布或水泥板，以减少土壤渗漏现象的发生。
4.渠道边坡处理设计：为了减少渠道侧漏问题，设计方案需要对渠道的边坡进行合理的处理。
选择合适的坡度和坡顶宽度，并在边坡上种植一定数量的防护植被。
此外，需要在渠道边坡底部铺设防渗材料，以进一步减少渠道侧漏现象的发生。
5.拦沙设计：为了防止渠道淤积，设计方案需要进行拦沙处理。
在渠道入口处设置拦沙设施，例如拦沙坝或拦沙格栅，以阻止泥沙进入渠道，从而保持渠道的清洁和畅通。
三、工程实施细节1.渠道施工：根据设计方案，按照一定的顺序和步骤进行U形渠道的施工。
首先对土地进行清理，然后进行渠道的挖掘和地基处理，接下来进行渠道边坡处理和防渗材料铺设，最后进行拦沙设施的安装。
在施工过程中，严格控制施工质量，并做好相关的验收记录。
2.渠道管理：在工程竣工后，需要对U形渠道进行定期的巡查和维护。
及时清理渠道中的杂草和淤积物，检查渠道边坡和防渗材料的状况，并及时修复和更换损坏的部分。
此外，需要定期检查拦沙设施的工作效果，如有需要，及时清理拦沙设施中的泥沙模块，以保持渠道的通畅和清洁。
U形防渗渠道在小型渠道防渗工程的应用
实 的 过 程 是 渠 道 中唯 一 的也 是 最 重 要 的 防 渗 效 果 体 现 之 处 。
程无法进行标准化施工 ，由建筑用材之外 的其他 因素 影响的
三 个 关 键 性 项 目的研 究 上 深 入 研 究 的 话 又 可 以 分 为 以下 三 个
渠 道 建 设 中 防渗 工 作 通 常 来 说 是 会 被 高 度 重 视 的 ，但 这 种 重 视 往 往 体 现 在 一 些主 干渠 道 的 防漏 措 施 上 ， 于 一 些 支 、 对 农 渠 等 小 型 渠 道 的 防 漏 工 作 往 往 缺 乏 较 为 深 入 的 监 查 和 管 理 。 灌 区建 设 当 中 ， 型 渠 道 的 占 比和 线 路 通 常 是 较 长 的 ， 在 小 虽 然 不 是 最 为 关键 的 部分 ，但 是 如 果 存 在 一 定 的渗 漏 问题 ， 往 往 会 对 整 体 工 程 造 成 较 为 严 重 的 影 响 。 如 今 的灌 区建 设 通 常 会 引入 ｕ 形 防渗 渠 道 的应 用 ，这种 应 用在 一 定程 度 上 解 决 了 小 型 渠 道 的渗 漏 问 题 ，但 是 仍 存在 一 定 的 问题 。 （ ）Ｕ 形 渠 道 的 建 设 用 材通 常 为 较高 ， 具 体 到 小 型 渠 １ 而 道 的 Ｕ 形 防漏 渠 的 建 设 由于 建设 工艺 已经 完全 可 以保 障工 程 质 量 ，但 是 这 种 高规 格 建 筑材 料 的 采 用 对 于 工 程 的建 设 成 本 造 成 了不 必 要 的 太 高 ，通 过 就 地 取 材 就 可 以很 好 的解 决 用材
预制混凝土U型槽技术在渠道防渗改造工程中的应用
山西水利科技
２０１９年５月
预制混凝土Ｕ型槽技术在渠道防渗改造工程中的应用
田贵海
（山西省晋中市水利建筑工程总公司山西晋中０３０６００）
摘要：目前许多灌区末级渠道年久失修、水利用系数较低，渠道防渗改造将成为众多农田水利 工程建设中首要解决的问题之一。文中结合潇河灌区末级渠道防渗改造施工简要对预制混凝土ｕ型
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｃａｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｕ——ｓｈａｐｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ；ｃａｎａｌ ｓｅｅｐａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｒｅｍａｋｉｎｇ
渠道防渗改造是灌区提高水利用系数、实现高效 节水的主要方法之一。预制混凝土Ｕ型槽渠道工程因 其具有施工简易，进度快，采用机械施工工效高，速度 快，质量好，整体性强且便于管理，投资少，能节约土 地源等优点而被广泛推广使用。
１本次渠道防渗改造主要设计参数
渠道采用铺筑预制混凝土Ｕ型槽防渗。预制Ｕ 型槽规格分为Ｄ１００、Ｄ８０、Ｄ７０、Ｄ５０四种型号，混凝土 强度等级Ｃ２０，抗冻标号Ｆ１５０，抗渗标号Ｗ４。
２ Ｕ型槽的制作
预制程序为：安装机械并调试——备原材料—— 混凝土拌和——成型机压制ｕ型槽——脱模放 置——取垫板洒水养护——码垛。 ２．１预制机械
第２期（总第２１２期）
田贵海：预制混凝土Ｕ型槽技术在渠道防渗改造工程中的应用
１９
２．２混凝土配合比试验 根据设计要求的混凝土各项指标、生产机具的工
艺条件、原材料含水情况，由具有水利资质的试验室 进行混凝土配合比试验。
水泥采用４２．５普通硅酸盐水泥，石子采用５ ｍｍ 碎石，砂子采用中粗砂，外加剂采用ＦＪ型引气减水 剂，水采用饮用水。 ２．３ Ｕ型槽制作
U形渠道防渗工程设计实例(修改稿)
第十章工程实例一、基本资料某项目区位于一黄河流域提水灌区下游，面积2900亩，主要种植作物为小麦、玉米、豆类等。
项目区属河流滩地地貌，地面相对高差小，地势平坦开阔，地面海拔高程332～334m之间，相对高差1m左右，总体地势西高东低。
土壤主要为潮土和淤土，土壤容重1.4g/cm3，田间持水量22%（重量比），土层深厚，质地良好，适种作物广泛。
项目区属暖温带半干旱季风气候，四季冷暖、干湿分明，光热资源丰富，降水偏少，干旱是影响农业生产的主要自然灾害。
年日照时数2385.2小时，年总辐射量125.8千卡/平方厘米，年平均气温13.4℃，最冷月（1月）平均气温-1.4℃，最热月（7月）平均气温26.8℃，极端最高气温42.8℃，极端最低气温-16.5℃，最大冻土层深度35cm。
平均早霜始于10月27日，晚霜终于3月27日，无霜期212天。
多年平均年降水量514mm，降水多集中于7、8、9三个月，占全年降水量的51.2%。
项目区地下水埋深15m左右，地下水质主要为CI·HCO3-Na型，苦咸，矿化度一般大于2g/L，最大可达5g/L以上，不能用于农业灌溉。
项目区属于一提水灌区灌溉供水范围，灌区干渠从项目区西侧经过，田间原有灌溉与排水渠道布置基本完善，干渠为混凝土衬砌渠道，支渠、斗渠和农渠均为土渠，干渠和支渠上的混凝土分水闸和节制闸基本完好。
灌区干渠在该地段的设计流量为2.1m3/s，加大流量为2.8 m3/s，原支渠设计供水流量为0.32m3/s。
渠水为多泥沙水源，悬沙平均粒径为0.036mm，最大含沙量为12%（重量比）。
项目区自然条件较好，交通便利，土壤肥沃，但由于地处灌区下游，加之田间工程设施差，灌水技术落后，灌溉用水渗漏损失大，用水浪费严重，灌溉保证率低，作物产量低而不稳，严重制约了项目区农业生产的发展。
同时，由于地下水矿化度高，地下水位逐年上升，对农业生产和生态环境将产生不利影响。
根据这一实际情况，决定对项目区的支渠及以下渠道进行续建配套与更新改造，在原渠系规划布置的基础上，对支渠和斗渠进行混凝土衬砌防渗，减少渠道渗漏损失，有效地控制地下水位，提高渠道输水效率，以满足农作物高产稳产的需水要求。
浅谈U型混凝土渠道施工防渗技术
浅谈U型混凝土渠道施工防渗技术摘要：渠道防渗工程主要是提高灌区渠系水利用系数，降低地下水位，改善生态与环境，节约用水，以提高灌溉效益的重要途径。
U形防渗渠道因具有防渗效果好、占地少、流速快等优点，是当前我预制混凝土防渗渠道，主要有过水能力大、防渗效果好、耐久性好和施工速度快的优点，经济效益显著。
国小型渠道防渗工程中正在推广的一项优良的防渗渠道断面形式。
关键词：U型混凝土渠道防渗技术一、裂缝对渠道运行的影响和危害分析（一）裂缝成因分析。
1、地基强度与土模密实度。
当前对现浇混凝土U型渠道的地基基础强度对裂缝发育有很大的影响，由于老的渠道基础稳定，地基强度大，在老渠道上培模浇筑混凝土U型渠道比新规划渠道裂缝发育少、缝隙小。
土模的密实度对裂缝发育影响最大，由于现浇混凝土U型渠道是薄壳式反拱结构，背面以土胎为模，混凝土现浇过程需要机械牵引与振捣，土模稳定性与密实度直接影响到混凝土浇筑质量和裂缝发育。
2、混凝土的浇筑、养护及机械操作。
施工过程中对混凝土的配合比达不到设计要求，会造成浇筑时渠道塌落、蜂窝气孔、漏浆、裂缝浇筑好的混凝土型渠道养护不及时，会造成早期干缩，降低标号，产生裂缝衬砌机作业时行走不匀速，供料快慢配合不好会造成上口不齐、断面不完整，产生修补缝。
由于中间停止作业，混凝土发生初凝而产生施工裂缝。
3、温度应力的影响。
现浇混凝土型渠道的薄壳式结构，纵向尺寸很大。
受环境温度的影响可产生较大温度应力。
这种拉、压应力交替产生导致混凝土疲劳强度降低，在渠道输水期间面板受力增加，从而产生横向温度裂缝。
（二）采取的措施与方法。
1、地基及土模密度。
对于在一般软弱地基上修筑混凝土U型渠道，要对地基进行加固，一般是行夯或把表层软土挖除，换以灰土夯填在高程许可的情况下采取半地下、半地上型式可以增加土模的稳定性。
土模与现浇拱壳粘接较密切，下部湿润、保温，可控制裂缝发育。
在土模填筑过程中要优先选择壤土及砂壤土，粉碎、去杂、湿润。
U形防渗渠施工方法
U形硷防渗渠施工方法〔摘要〕在中小型灌渠防渗中，U形硅防渗渠，优.青、多、应用广。
但现行的人工现场浇筑，滑模衬砌机浇筑和预制构件成型机预制安装等施工方法，分别具有施工质量差，技米难度大，工程造价高等问题。
在农村现实条件下，不易推广。
针对此问题，我们在吸收现有各种施工方法优卢、的基础上，研究了一种适应农村现实经济技术条件的U形硷防渗渠简易施工方法。
经运用实践证明，可节省工程投资40%以上，渠道输水利用系数达0.96。
并且坚固美观，便于管理。
我国北方地区水资源紧缺，已成为对农业生产和国民经济发展的主要制约因素，推广各种节水灌溉技术、提高水的利用率已成为当务之急。
金乡县灌溉设施中，有184处中小型提水站，控制灌溉面积1.55万hm忿，提水站多数位于沙壤土区，渠道输水损失达50%以上，为减少输水损失，必须采取渠道防渗措施。
U形硷防渗渠是较好的防渗形式。
但现行的人工现场浇筑，滑模衬砌机浇筑和U形硷构件成型机预制安装等施工方法，分别具有施工质量差，技术难度大及工程造价高等问题。
在目前农村的现实条件下，不易推广。
因此研究简化U形硷防渗渠的施工难度、降低工程造价，是推广渠道防渗措施的重要课题。
1 U形硷防渗渠施工技术分析1.1国内现行采用的施工方法1.1.1现场浇筑现场浇筑，有人工浇筑和滑模衬砌机两种施工方法。
人工浇筑U形断面不好掌握，土渠整形费工。
由于土壤吸水使硅失水太快，水灰比不好控制，致使断面不标准，硷密实度差，防渗达不到设计要求。
滑模衬砌机施工，可以做到断面标准，表面光滑等，但用人过多，设备及拌和硷所占渠道两边场地面积较大。
加上设备动力消耗等，致使造价高。
如宽1.0m的渠道，每米造价50~76元。
以上两种施工方法，还有共同的缺点:一是为了克服硷质量差。
加大了硷的厚度(一般8一12cm)。
比预制安装增加50%的工程量;二是受施工时间的限制;三是硷整体块大，防止裂缝问题不好解决。
有些裂缝的发生部位与预留的缝位不符。
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第十章工程实例一、基本资料某项目区位于一黄河流域提水灌区下游，面积2900亩，主要种植作物为小麦、玉米、豆类等。
项目区属河流滩地地貌，地面相对高差小，地势平坦开阔，地面海拔高程332～334m之间，相对高差1m左右，总体地势西高东低。
土壤主要为潮土和淤土，土壤容重1.4g/cm3，田间持水量22%（重量比），土层深厚，质地良好，适种作物广泛。
项目区属暖温带半干旱季风气候，四季冷暖、干湿分明，光热资源丰富，降水偏少，干旱是影响农业生产的主要自然灾害。
年日照时数2385.2小时，年总辐射量125.8千卡/平方厘米，年平均气温13.4℃，最冷月（1月）平均气温-1.4℃，最热月（7月）平均气温26.8℃，极端最高气温42.8℃，极端最低气温-16.5℃，最大冻土层深度35cm。
平均早霜始于10月27日，晚霜终于3月27日，无霜期212天。
多年平均年降水量514mm，降水多集中于7、8、9三个月，占全年降水量的51.2%。
项目区地下水埋深15m左右，地下水质主要为CI·HCO3-Na型，苦咸，矿化度一般大于2g/L，最大可达5g/L以上，不能用于农业灌溉。
项目区属于一提水灌区灌溉供水范围，灌区干渠从项目区西侧经过，田间原有灌溉与排水渠道布置基本完善，干渠为混凝土衬砌渠道，支渠、斗渠和农渠均为土渠，干渠和支渠上的混凝土分水闸和节制闸基本完好。
灌区干渠在该地段的设计流量为2.1m3/s，加大流量为2.8 m3/s，原支渠设计供水流量为0.32m3/s。
渠水为多泥沙水源，悬沙平均粒径为0.036mm，最大含沙量为12%（重量比）。
项目区自然条件较好，交通便利，土壤肥沃，但由于地处灌区下游，加之田间工程设施差，灌水技术落后，灌溉用水渗漏损失大，用水浪费严重，灌溉保证率低，作物产量低而不稳，严重制约了项目区农业生产的发展。
同时，由于地下水矿化度高，地下水位逐年上升，对农业生产和生态环境将产生不利影响。
根据这一实际情况，决定对项目区的支渠及以下渠道进行续建配套与更新改造，在原渠系规划布置的基础上，对支渠和斗渠进行混凝土衬砌防渗，减少渠道渗漏损失，有效地控制地下水位，提高渠道输水效率，以满足农作物高产稳产的需水要求。
二、工程总体布置根据项目区水源、地形、田间生产路、作物种植等具体情况，计划充分利用已有的渠道及渠系建筑物，在复核原土渠相关水力参数的基础上，进行支渠、斗渠和农渠规划布置。
支渠利用干渠已有的节制闸和分水闸引水，支渠沿程比降为1：2000；支渠两侧结合2m宽生产路修建10条斗渠，斗渠沿程比降为1：1500，斗渠上修建配水闸与农渠连接，农渠沿程比降1：800。
斗渠垂直于支渠，沿生产路东侧布置，斗渠间距400m左右。
农渠垂直于斗渠，结合田间生产路和田块边界布置，农渠间距200m左右。
根据项目区田间道路、排水沟道布置情况，为减小田间跨越建筑物的数量，降低工程投资，便于机械化作业，斗渠均采用单向控制。
项目区规划总控制灌溉面积2900亩。
支渠和斗渠均采用U型混凝土衬砌结构型式。
工程总体布置详见图10-1渠道衬砌防渗工程平面布置图。
图10-1 渠道衬砌防渗工程平面布置图三、渠道纵横断面设计1．设计参数（1）田间持水量：β田＝22％；（2）土壤干容重：γ＝1.4t/m3；（3）灌溉保证率：P＝75％；（4）渠系(支渠及以下固定渠道)水有效利用系数：η渠＝0.80；（5）田间水有效利用系数：η田＝0.90；（6）灌溉水有效利用系数：η＝0.72；（7）U形混凝土衬砌渠道糙率：n＝0.013；（8）渠底比降：支渠i =1/2000，斗渠i =1/1500，农渠i =1/800；2．渠道设计流量计算（1）灌水定额的确定项目区主要种植作物为小麦、玉米、豆类，小麦与玉米或小麦与豆类间作，一年两熟，玉米生长期正逢雨季，当地豆类种植一般不灌溉，小麦是灌溉需水量最大的作物。
因此，该区以满足冬小麦生长为依据，确定设计灌水定额。
其设计灌水定额计算如下：m=1000γh(β1-β2) （10-1）式中：m为设计灌水定额，mm；γ为土壤干容重，t/m3；h为土壤计划湿润层深度，m；β1、β2分别为土壤适宜含水量(重量含水量)的上、下限，%。
取适宜土壤含水量上、下限分别为田间持水量的60%～95%，土壤计划湿润层深度为0.6m。
则设计灌水定额为：m=1000γhβ田(0.95-0.60)=1000×1.4×0.6×0.22×(0.95-0.60)=64.68（mm）=43.12(m3/亩)取设计灌水定额m=45(m3/亩)。
（2）支渠设计流量的确定项目区现状复种指数为1.2，工程实施完成后，根据水源条件，作物种植比例可适当调整，复种指数调整为1.6，种植比例为小麦：玉米：豆类比例为8：6：2。
根据作物的设计灌水定额，各种作物种植比例及灌水时间，由式（10-2）计算支渠设计流量。
3600Am Q tT η∂=支（10-2）式中：Q 支为支渠设计流量，m 3/h ；∂为作物种植比例；A 为设计灌溉面积，亩；η为灌溉水有效利用系数； T 为设计灌水周期，d ；t 为渠道每天工作时间，h 。
根据项目区的实际情况，小麦的种植比例为80％，设计灌溉面积为2900亩，灌溉水有效利用系数(支渠以下及田间)为0.72，设计灌水周期取8d ，渠道每天工作时间为24h ，则支渠设计流量为：0.829004536002460.72Q ⨯⨯=⨯⨯⨯支=0.28(m 3/s) 取支渠设计流量30.30(/)Q m s =支。
（3）轮灌制度及斗渠设计流量的推算根据渠系布置及各级渠道控制面积，推算流量分配和轮灌方式，进而确定轮灌制度和各级渠道设计流量。
根据项目区渠系布置及各级渠道控制面积，拟定支渠续灌，斗渠及其以下渠道轮灌，分两个轮灌组，每轮灌组5条斗渠，斗渠设计流量为0.06m 3/s 。
3、渠道横断面尺寸计算 （1）渠道横断面尺寸的计算当渠道设计流量已确定的情况下，渠道断面的尺寸应该满足设计流量的要求。
即应符合式（10-3）要求。
21321iRn Q ω= （10-3）式中：Q ——渠道设计流量，m 3/s ；ω ——过水断面面积，m 2 ；n ——渠道糙率； R ——渠道水力半径，m ； i ——渠道比降。
渠道水力半径R 采用下式计算：R ωχ=（10-4）式中：χ——湿周，m 。
根据工程总体规划布置方案，支渠和斗渠混凝土衬砌均采用U 形断面，如图10-2所示。
U 形断面尺寸及各主要参数按式（10-5）～式（10-8）进行计算：()22r 222r 2121222mHHK m mH K m m +-++⎪⎭⎫⎝⎛+-+=θω （10-5）2r 212122m HH K m m ++⎪⎭⎫⎝⎛+-+=θχ （10-6）HrK =r （10-7）21/2m r b += （10-8）式中：θ——渠底圆弧的圆心角 ,rad ；H ——断面水深，m ； ｒ——渠底圆弧半径 ,m ； b ——弧形底的弦长，m ；m ——渠道上部直线段的边坡系数，2cotθ=m 。
图10-2 U 形断面示意图已知道支渠设计流量为0.30m 3/s ，支渠的渠道比降i 为1/2000，渠道糙率n 为0.013，由表4-12选定K r 为0.65，取r ＝40mm ，θ＝151°56′，m ＝0.25，通过式（10-3）～式（10-8）试算得支渠横断面尺寸，结果见表10-1。
与支渠横断面尺寸计算方法相同，已知道斗渠设计流量为0.06m 3/s ，斗渠的渠道比降i 为1/1500，渠道糙率n 为0.013，由表4-12选定K r 为0.50，取r ＝20mm ，θ＝151°56′，m ＝0.25，通过式（10-3）～式（10-8）试算得斗渠横断面尺寸，结果见表10-1。
表10-1 渠道横断面尺寸计算结果（2）流速校核渠道设计流速采用下式计算：Qv ω=（10-9）计算得支渠设计流速0.692(/)v m s =支，斗渠设计流速0.517(/)v m s =斗 ①不冲流速校核该支、斗渠设计均采用U 形混凝土衬砌渠道，混凝土现场浇筑施工渠道允许不冲流速为3.0～5.0 m/s ，因此，渠道设计流速小于不冲流速，满足渠道不冲流速要求。
②不淤流速校核该灌区地处黄河中游，灌溉水源为多泥沙水源，因此，渠道设计流速必须大于不淤流速。
渠道不淤流速采用下式计算：0.500v C Q=（10-10）式中：0v ——渠道不淤流速，m/s ；0C ——不淤流速系数，按表4-4取0.4。
将设计流量及不淤流速系数代入式（10-10），计算得支渠不淤流速为0.23 m/s ，斗渠不淤流速为0.10 m/s 。
从以上计算可知，渠道设计流速均大于不淤流速，满足渠道不淤流速要求。
4、渠道横断面结构设计 （1）衬砌结构形式和厚度根据工程总体方案，支渠和斗渠均采用U 形断面，目前，小型混凝土U 形渠道一般都采用现场浇筑法施工或工厂化预制构件现场砌筑施工，其衬砌结构形式均采用等厚板，衬砌板厚度根据表4-23混凝土结构层的最小厚度要求，支渠衬砌板厚度取7cm ，斗渠衬砌板厚度取5cm 。
（2）超高的确定该项目区支、斗渠设计流量均小于1m 3/s ，根据表4-7取用，衬砌层超高均取0.15m 。
（3）堤顶宽度的确定混凝土衬砌渠道的堤顶宽度根据渠道设计流量按表4-10选用，支渠和斗渠设计流量分别为0.30m 3/s 、0.06m 3/s ，支渠堤顶宽度取100cm ，斗渠堤顶宽度取80cm 。
（4）边坡系数的确定该项目区支、斗渠均为填方渠道，并采用U 形混凝土衬砌结构，其衬砌断面形式前面已确定，这里只需要确定外坡的边坡系数。
填方渠道外坡的边坡系数可根据表5-3-2填方渠道最小边坡系数的要求选用，该支、斗渠外坡的边坡系数均取1。
（5）伸缩缝的确定支、斗渠采用U形混凝土衬砌结构，因此均应设置伸缩缝。
伸缩缝间距确定为4m,宽度为2cm，用弹塑性止水材料填充。
（6）渠道横断面结构的确定根据前面渠道横断面尺寸计算结果以及确定的衬砌结构形式、衬砌层超高、衬砌板厚度、堤顶宽度、边坡系数和渠道外坡的边坡系数，结合当地小型U形混凝土衬砌渠道的施工机械，最终确定的渠道横断面结构见表10-2和图10-3。
混凝土标号采用15MPa。
表10-2 渠道横断面结构尺寸及流量渠道横断面结构设计时应注意，小型U形混凝土衬砌渠道目前一般都采用现场浇筑法施工或工厂化预制构件现场砌筑施工，在计算渠道横断面尺寸时应结合当地常用施工机械性能参数确定。
另外，对于小型U形混凝土衬砌渠道，如果当地有标准的工程图集，也可以根据工程实际要求，直接选用相应的渠道衬砌结构型式和横断面尺寸。