南水北调工程宝郏段位于南水北调工程中线工程的河南省境内。宝郏段的衬砌结构采用了特殊的防渗保温结构，其中，喷砂加糙保温板提高了衬砌结构的抗冻性，改善了渠道在低温下的工作条件；复合土工膜提高了输水效率。但是，由于这种新型结构的材料属性复杂，接触层面较多，加上复杂的自然与地质因素，整体结构的稳定性有必要要进一步深入研究。本文以南水北调工程宝郏段位渠道衬砌为研究对象，自下而上分别对渠道衬砌结构的各个组成部分进行了分析。通过瑞典条分法和ANSYS数值模拟，分析了渠道边坡和衬砌土体的稳定性，结果表明，1:2的边坡具有足够大的安全系数，能满足工程稳定的需要；研究了保温板在结构中的作用，热稳态分析与热瞬态分析均证明，保温板在控制热量传递中具有较大作用，并通过热量分度云图的温度等值线对保温板的厚度选择进行了优化；数值模拟表明，对于混凝土层无论是在自然状态下还是在冻胀的状态下，衬砌的坡脚与齿墙接触部分都是应力集中现象最明显的部位，有必要对齿墙结构进行优化设计；建立了冻胀作用下混凝土层受力模型，计算了其在特定环境下弯矩的分布，发现衬砌板的距下边1/4处弯矩最大。最后，以室内摩擦试验结果和数值模拟为基础，分析了渠道衬砌结构中可能出现滑移的原因。