万家寨水利枢纽大坝原设计采用常态混凝土柱状块浇筑，坝体设3 条纵缝，最大浇筑块长24.0m，最大仓面约600.0m2。若采用低热微膨胀混凝土浇筑，利用其低热和微膨胀的性能，可以减少或取消纵缝，实现大仓面高块连续浇筑，加快施工速度。根据本工程混凝土系统和制冷系统的设置情况，研究了应用低热微膨胀混凝土取消坝体2 条纵缝，进行大仓面浇筑的可行性及优越性。
1.基础块温度及温度应力
以挡水坝段为例，原来用常态混凝土浇筑，坝体设3 条纵缝，最大浇筑块长22.6m，采用低热混凝土浇筑，只设1 条纵缝，最大浇筑块长36.7m。常态混凝土采用抚顺中热525 号水泥，水泥用量218kg/m3，混凝土绝热温升24.0℃；低热混凝土采用清水河低热425号水泥，水泥用量256kg/m3，混凝土绝热温升23.8℃。对上述两种情况基础块的不稳定温度场及温度应力进行了计算分析，4 种浇筑分层方案浇筑块中心断面温度及温度应力计算结果见表7-31。
表7-31 基础块混凝土温度及应力计算成果
注 间歇期均取7d。
通过对温度场和温度应力分析可得到如下结论：
（1）常态混凝土温度控制主要是降低混凝土温度以减小温度应力来防止混凝土裂缝的发生，对低热微膨胀混凝土，不仅要控制温度，还是尽量利用预压应力。如何合理利用膨胀量形成较大的预压应力是温控的关键。本工程基础部位采用低热微膨胀混凝土，能获得0.2～0.4M Pa 的预压应力。
（2）若在基础部位埋设冷却水管，高温季节一期冷却10～15d，可削减水化热温升2℃左右。低热微膨胀混凝土早期膨胀受约束可产生较大压应力，前期可适当加大冷却降温幅度，同步抵消膨胀应变，冷却水温与混凝土温度之差可取较大值25 C。
（3）由于表面温度骤降，混凝土在浇筑初期很容易产生表面裂缝。低热微膨胀补偿收缩混凝土早期受约束能产生较大压应力，对防止表面裂缝十分有利，具有明显的初期补偿作用，而且其早期强度高，对防止早期裂缝十分有利。
（4）取消2 条纵缝后，最大浇筑块长近37.0m，夏季采用薄层浇筑（1.0m 或1.5m），浇筑块内温度应力可以满足要求，春秋季可适当加大层厚。
2.基础混凝土温度控制标准
补偿收缩混凝土与常态混凝土相比，因其膨胀受到约束能产生预应力而抵消部分拉应力，故基础混凝土温度控制标准可适当放宽，
常态混凝土基础容许温差计算式：
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补偿收缩混凝土基础容许温差计算式：
式中：Ec、μ、α、ε0 分别为混凝土弹模、泊松比、线胀系数、极限拉限值；Kp 为应力松弛系数；Kc 为安全系数；R 为基础约束系数；σg 为补偿收缩混凝土预压应力值。
根据有限元计算，在具有180×10-6膨胀量且分层浇筑的情况下，受基础的约束可产生0.2～0.4MPa 预压应力，可导出补偿收缩混凝土与常态混凝土相比，基础温差可放宽2～3 ℃。
3.坝体温度场与应力场全过程仿真计算
坝体的温度与应力情况，与大坝的施工过程有关，必须考虑施工过程中随时间变化的各种因素，包括水化热、混凝土自生体积变形、徐变、弹模等。
计算选取了电站坝段和挡水坝段。电站坝段903.00m 高程以下为补偿收缩混凝土，以上为常态混凝土，只分1条纵缝，浇筑分层基础面为6×1.5m，上部为2～4.5m层厚，最大浇筑仓面面积为1000.0m2。挡水坝段909.00m高程以下采用补偿收缩混凝土，以上为常态混凝土，亦只分1 条纵缝，浇筑分层：基础部位6×1.5m+3×2.0m，上部为2.0～4.5m层厚，最大浇筑仓面面积700.0m2。
通过仿真计算得到以下结论：
（1）水库蓄水前上、下游坝面混凝土温度随气温变化，温度变幅较大，水库蓄水运行后上游坝面混凝土温度随水库水温变化，温度变幅较小。
（2）坝体中心温度最高温度一般发生在早期（2～4d 龄期），二期冷却时温度下降，冷却结束后温度稍有回升，然后缓慢降至稳定温度。
（3）一期冷却通水15d，可削减水化热温升1.5～2.5℃。
（4）低热微膨胀水泥混凝土膨胀主要发生在7d 以前，而且早期弹模较高，受基础约束在第4d 龄期能产生1.6～1.8MPa 的水平补偿应力，坝面的垂直压应力最大超过2.1MPa，显然对大坝抗裂有显著作用。
（5）温度应力在总应力中占很大比例，坝体拉应力主要来自温度荷载。仅考虑自重、水压力情况下坝体基本上为压应力，只在坝踵部位产生0.16～0.24MPa 的拉应力。若考虑温度应力，在坝踵、坝趾、下游坝面、长间歇层都发生较大拉应力，而且最大拉应力均发生在施工期，可见施工期应加强温度控制。
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