混凝土缺陷问题广泛存在于各类混凝土结构中,其中又以水下混凝土结构的缺陷最难以修复。针对调水工程输水工况下输水渠道衬砌板破损修复难题,制备一种既能满足水下浇筑所需工作性能,又有良好力学耐久性能,且对水环境友好的新型混凝土修复材料。本文基于自密实混凝土(SCC)配合比设计方法,重点针对渠道衬砌板混凝土力学耐久设计要求和水下修复施工性能,开展水下自密实混凝土(UWSCC)的工作性、力学、耐久性能研究,提出适用于通水工况渠道衬砌板大面积破损水下修复的UWSCC制备技术。本文首先通过净浆流变试验,采用净浆流变参数与流变特性数学模型,研究了材料组分对净浆流变特性的影响,得出了兼具高流动性和高粘性净浆的各材料组成的适宜掺量范围,并结合剩余水膜厚度理论,分析了体积水粉比、聚羧酸减水剂、絮凝剂、粉煤灰和硅粉对净浆流变特性的作用机理,为UWSCC工作性能的调整和配合比设计提供试验和理论依据。根据输水渠道衬砌板结构、水下修复施工条件和工程长期运行环境进行了UWSCC工作性、力学和耐久性能指标设计,引入水下不分散混凝土的抗分散性作为评价UWSCC抗离析性能的标准,并提出了水陆强度比控制指标。结合净浆流变特性研究成果,试配并验证了UWSCC的配合比设计及其工作性能和力学性能,论证了水工SCC配合比设计方法用于UWSCC配合比设计的可行性。在此基础上,系统研究了矿物掺合料、砂率、水粉比等配合比设计参数对UWSCC工作性能和力学性能的影响规律,对比不同浇筑方式对UWSCC力学性能的影响,提出了UWSCC配制技术。根据大量试验数据,通过理论研究和回归分析,建立了基于净浆流变参数的UWSCC工作性能预测模型。最后研究了UWSCC耐久性能,并与普通SCC的耐久性能进行了对比,UWSCC具有优异的抗冻抗渗耐久性,明显优于普通SCC水下成型试件,复掺粉煤灰与硅粉,联掺减水剂与絮凝剂在保持UWSCC流动性的条件下显著改善了混凝土的抗分散性能,提高了UWSCC的耐久性能。净浆孔结构和微观形貌定性分析,表明UWSCC具有较合理的孔结构和微观结构。