南水北调工程是解决我国北方地区水资源严重短缺的特大水利基础设施工程,关系中国经济和社会可持续发展。大型渡槽是南水北调工程中重要的组成部分,其长期运行的安全状况直接影响整个南水北调工程的安全。温度应力是可能造成渡槽结构破坏的一个重要因素,过大的温度应力可导致渡槽混凝土产生裂缝,破坏渡槽混凝土的整体性,严重影响渡槽结构的耐久性。因此,降低大型渡槽的温度应力,使其长期安全稳定的运行,具有非常重要的实际意义。本文采用保温措施以降低渡槽温度应力,制备了渡槽保温材料及配套的防水抗裂砂浆。采用海泡石纤维和硅灰等改善保温材料的性能,以满足渡槽的结构和环境特点,用扫描电镜(SEM)研究了渡槽保温材料的微观结构。采用废橡胶粉和有机硅防水剂等改善抗裂砂浆的性能,在降低成本的同时提高抗裂砂浆的抗裂性能和防水性能,并通过模拟运算得出合适的保温层施工厚度。渡槽保温材料的实验结果表明:海泡石纤维有助于渡槽保温材料干混料中水泥与玻化微珠的均匀分散,能明显改善保温浆料的泌水、离析现象,且在基本不影响导热性能的基础上,增大渡槽保温材料的抗压、抗折强度,提高保温材料的抗裂性。适量的硅灰有助于改善渡槽保温材料的流动性,增大保温材料的抗压,抗折强度,并降低保温材料的吸水率。防水抗裂砂浆的实验结果表明:可再分散乳胶粉与废橡胶粉均能提高抗裂砂浆的柔韧性,但废橡胶粉对抗裂砂浆的抗压折强度和粘结强度有不利的影响,因此采用两者复合掺加的方式,在有效的提高抗裂砂浆的柔韧性的同时降低成本,使抗压折强度和粘结强度影响不大,提高抗裂砂浆的综合性能。外涂和内掺有机硅防水剂都能提高抗裂砂浆的短期和长期防水性能,但内掺防水剂可降低施工难度。根据大型渡槽的结构特点,将三维瞬态热传导分析通过适当的假设转化,将渡槽侧壁的温度场分析简化为一维平板导热分析。在假定工况下,通过转化得到渡槽侧壁温度差与保温层厚度的计算公式,通过计算可知,当保温层厚度为3cm时,两种极限工况条件下渡槽内外壁温度差均小于10℃,保证大型渡槽的安全稳定运行。