截流综合困难程度在世界罕见
截流，是三峡工程遇到的第一个难题。尽管在三峡工程之前的葛洲坝工程，我国的技术人员第一次实现了大江截流，但三峡截流的难度显然要大很多。
长江三峡截流是一项系统工程，其设计、科研、试验均需依赖可靠的水文泥沙和河道观测资料，尤其是进入围堰施工、戗堤进占、龙口合龙，更需要及时、可靠的实时信息和水文科技服务保障系统。现代化的水文、泥沙监测系统是实时检验科研设计、提供现场指挥决策的重要依据。
长江水文局通过及时准确测报水文、气象等信息，为三峡工程的科学建设、安全度汛等提供可靠依据，成为三峡工程的“顺风耳”和“千里眼”。三峡大坝建设之前，长江水文局就应三峡总公司的要求，高质量地采集整理分析了坝区河床天然状况、水文、泥沙、水质情况，提供了大量分析资料和研究成果。
1997年大江截流时，他们展开全方位测量，提供上游来水的多少以决定截流进展的快慢，提供龙口的地形、深度以决定如何抛投。在上龙口还剩下30至40米时，施工抛投的一般石料大多被立即冲走，龙口不能有效缩小；水文局迅速组织实时水文测量分析数据为调整施工决策提供了关键依据，决定改为抛投大块石料，龙口迅速缩小到20米，为截流成功奠定了基础。
三峡工程二期截流，具有截流落差大、流量大、总体能量高和施工强度高等特点，综合截流指标堪称世界之最。据水利专家分析，明渠截流时上下游最大落差4.11米，截流龙口平均流速达7米／秒以上，使得抛投下的单个重3－5吨的特大石块和目前制作的单个重量20吨的混凝土四面体都站不稳。在这种条件下，水文测量的难度与风险都是极其之大的。
2002年11月6日一大早，三峡导流明渠下游围堰截流现场，武警水电部队千余名官兵、200多辆大型工程车摆开了气壮山河的决战方阵。随着截流总指挥一声令下，严阵以待的水电部队官兵发动了马达，整个工地一片轰鸣，一台台大型自卸车、推土机直逼龙口，一车车巨石倾抛入江，激起了冲天波澜。
三峡导流明渠截流落差大、流速快、江水深，是世界水电史上综合难度最大的一次截流。随着震天撼地的马达轰鸣，下游龙口宽度逐渐缩小，但水流速度、落差逐渐增大，戗堤每向前延伸一米都十分艰难，投下的巨石块瞬间就被吞没。当时，截流现场左上堤头突发出现塌方征兆。现场指挥员立即调用特大石块，采取“冲砸法”连续抛投。777 型自卸车满载巨石，不停地向江中倾泻，堤头才终于稳住了。
临近最后关头，水流愈加湍急，堤头极易出现塌滑。这时，堤头与水面只差1米，稍有闪失便会有连人带车翻入江中的危险，上堤的驾驶员在此前都是写好遗书上“战场”的。
随着指挥员红绿旗的挥动，武警水电官兵驾驶的车辆准确地驶达指定位置。10米、5米、2米……戗堤以不可阻挡之势向前延伸。经过近１个小时的紧张决战，只见一车石料倒下去，巨石稳稳地卡住江中凹口。截流龙口下游戗堤与纵向围堰终于紧紧地拥抱在一起。北京时间10时。武警水电三峡工程指挥部指挥长周光奉兴奋地宣布：“三峡导流明渠下游围堰截流成功！”
三峡导流明渠下游围堰截流工程历时30天，武警水电部队共投入兵力1200人、设备200余台套，抛投石料近110余万立方米，工程规模之宏大、施工强度之高为水电史上所罕见。
三峡工程建设过程中先后两次成功进行截流，世所罕见。与世界上单项水力学指标最高的截流工程相比，三峡工程两次截流的流量、落差、流速三项关键水力学指标都比较高，其综合困难程度在世界截流史上罕见。两次截流成功，标志着我国河道截流技术已跻身世界领先地位。三峡工程大江截流设计获国家优秀设计金奖，其技术成果荣获2000年国家科技进步一等奖。
没有一条裂缝：世界水电工程界的奇迹
三峡工程混凝土工程量巨大，总量达2800万立方米，其中大坝混凝土浇筑量达1600万立方米，高峰施工强度需要一年浇筑混凝土逾500万立方米。三峡大坝工程质量优良。专家认为，这一方面在于精细的管理，另一方面是在混凝土浇筑中运用了大量的最新工艺和技术，使大坝混凝土浇筑技术达到国际一流水平。
新型的混凝土原材料与配合比。三峡工程在国内率先将工程本身开挖出的花岗岩破碎后用作混凝土人工骨料，首次利用性能优良的一级粉煤灰作为混凝土掺和料，投入数百万元研究混凝土配合比，包括进一步改进高性能的外加剂，使混凝土综合性能达到最优水平。
革命性的混凝土浇筑方案。混凝土浇筑方案和配套工艺是大坝混凝土施工的关键。以往大坝混凝土施工采用的往往是间断式的汽车运输加起重机吊罐入仓的传统浇筑工艺，三峡总公司引进了国外最先进的大坝浇筑专用设备塔带机。但是，塔带机是上世纪80年代才开发出来的新设备，国外并无多少成熟经验。实际使用中，三峡工程不断创新，摸索总结出了一整套保证质量的施工工艺。借助这一套工艺，三峡工程不仅连续3年刷新世界混凝土年浇筑量纪录，大坝混凝土质量也总体良好。
创新性的混凝土温控防裂技术。大体积混凝土温控防裂是大坝施工的“老大难”问题。三峡施工中首创了混凝土骨料二次风冷技术。盛夏时将拌合楼生产出的混凝土全部预冷到7℃，并对高标号混凝土进行“个性化”通水冷却;创造性地制定出“天气、温度控制、间歇期”三项预警制度，保证了混凝土温控各个环节的质量。
2002年，三峡大坝裂缝被媒体曝出，专家诊断为表面向浅层发展的温度裂痕，而非结构型裂痕，施工方和管理方对这一问题做了及时处理。在第三阶段的工程施工中，右岸大坝就没有出现一条裂缝，创造了世界水电工程界的奇迹。
坝工界有句话：“无坝不裂”。人类用混凝土浇筑大坝的历史已有200多年。三峡大坝建成前，世上还没出现过没有裂缝的大坝。
大坝裂缝有不同类型。其中一种是贯穿性的裂缝。这种裂缝破坏大坝结构的整体性，危害也非常大，威胁到大坝安全，完全是不允许的。另一种发生在大坝表面，很细很浅，产生这种表面裂缝的原因很多，其中较常见的就是温度裂缝，由温度变化导致。
冬天，坝体内温度较高，坝体外面的温度较低。内外温差大，导致混凝土产生温度裂缝。在坝体触水之前，如何保持坝体温度，少产生甚至不产生温度裂缝，是个世界性的难题。
对于三峡大坝这座高185米、体积达一千几百万立方米的全世界最大的混凝土重力坝来说，要完全避免温度裂缝，曾被认为是不可能实现的“痴心妄想”。
三峡右岸大坝未发现一条裂缝，三峡枢纽工程验收专家组组长、质量检查专家组组长、两院院士潘家铮介绍说，“经过几次检查，四百几十万立方米的混凝土中硬是没有发现一条裂缝——不仅上游面没有，下游面、几千个浇筑仓面也没有；不仅结构性断裂没有，表面、浅层裂缝也没有；不仅宽的裂缝没有，细的、发丝般的裂缝也没有。”
三峡右岸大坝也被世界筑坝权威——美国垦务局的工程师们称赞为“世界工程史上的杰作”。
“最后的谜底”：“超级电梯”横空出世
三峡水库蓄水后，大坝上游江段通航条件明显改善。不过，坝上与坝下水位落差最大可达上百米，船舶必须借助通航设施才能过坝。“两线五级船闸”全长6400米，船闸主体部分1600米，引航道4800米，曾是世界上规模最大的内河船闸。
随着长江经济带开发和“一带一路”倡议的提出，长江作为黄金水道的作用日益突显。五级船闸类似于爬上或爬下五级楼梯，可对于那些需要快速通过或执行紧急任务的船舶，就需要辅助性的快速通道即升船机。因为前者往往需要三四个小时，排队甚至需要一周；后者用时不过1个小时。所以升船机是快速过坝的方式。
长江水利委员会长江勘测规划设计研究院副总工程师覃利明开了个玩笑：“客船过五级船闸，人在里面都要‘长毛’了；用升船机可以看看风景，一下子就过去了。”
运输游客和生鲜货物时，船只可以选择更快捷的“电梯”——升船机。三峡升船机过船规模为3000吨级，相当于2000辆家用小汽车，抬升设计高度可以达到30层楼高。
升船机被称为三峡工程“最后的谜底”。它是世界上提升高度最高、提升重量最大、技术难度和规模首屈一指的齿轮齿条爬升式全平衡垂直升船机。
早在1958年4月，在周恩来指示下，国家科委、中国科学院成立三峡科研领导小组，组织起全国性的三峡工程科研大协作。国内先后有100多家单位、数千名人员投入到三峡升船机课题的攻关中。
为了验证三峡升船机的原理，国内先后在湖北清江隔河岩和福建水口建设了两座升船机，作为三峡升船机的试验机。1968年，他们运用自身技术，建造了丹江口升船机，之后，因历史原因，升船机技术陷入停滞。
1979年，三峡工程建设再次被提上了议事日程。1983年，升船机联合考察组赴德国、比利时和法国实地考察，钢丝绳卷扬式作为当时国际上比较流行的升船机型式，获得了专家们的青睐。
1985年，全平衡钢丝绳卷扬一级垂直升船机作为推荐方案得到国家批准。这一方案虽然造价较低，但出于国家经济水平的限制，以及对升船机是否成功的担心，1995年即三峡大坝正式动工后的第二年，国家决定三峡升船机缓建，但相关研究却未停歇。试验研究和国外运行实践表明，钢丝绳卷扬式升船机存在发生船厢颠覆的可能性。鉴于三峡工程的重要性和巨大的社会影响，这一方案被搁置。
直到2003年，时任中国长江三峡总公司总经理的陆佑楣考察了德国尼德芬诺升船机，发现这一采用齿轮爬升方式的升船机已安全运行了70年，且这种升船机型式可在船厢水漏空、地震等极端条件下自锁，防止船厢倾覆。
2003年9月，国务院三峡工程建设委员会通过了可靠性能更高的“全平衡，齿轮齿条爬升、长螺母柱短螺杆安全系统一级垂直升船机”技术方案，三峡升船机建设随之恢复。2007年，续建工程正式启动。
齿轮齿条爬升式升船机的综合技术难度之高，规模之大，在全世界范围内都尚无先例，着实挑战了国内设计院和装备制造业的水平。后来长江设计院负责升船机总体设计，船厢室段塔柱及升船机主体设备的初步设计由德国一家公司和长江设计院共同承担。
过去，国内升船机的封闭门全部采用长方形卧倒门，但德方的设计采用了弧形门，这种设计要求安装过程中二次加工，精度控制在1毫米以内。可是国内并没有制造升船机弧形门的专用设计，武汉武船重型装备工程有限责任公司黄星和团队自主研制了一套加工方案，不仅比直接购买德国设备节约了90%的成本，精度误差最终也控制在了0.3毫米以内。
在8年多的制造施工过程中，二重集团等国内重型设备制造企业、中船重工等船舶装备生产企业、葛洲坝集团等水电施工单位参与其中，推动了我国重型机械制造业在冶炼、铸造、热处理、机加工、检测等技术领域的发展与创新，形成了一系列工艺、工法和技术标准，成功解决了从船厢结构到小齿轮托架，从超大模数硬齿面的齿轮轴，到超大规格的螺母柱安装等一系列世界级技术难题，标志着我国大型升船机的制造和建设水平达到国际领先水平。
2016年9月18日下午，三峡升船机正式进入试通航阶段，千吨级船舶可以“坐电梯”翻越大坝，三峡工程建设者憧憬多年的“大船爬楼梯、小船坐电梯”壮观景象成为现实。
陆佑楣院士介绍，随着长江经济带的开发和“一带一路”倡议的提出，长江作为黄金水道的作用日益突显。三峡升船机不仅可以给船只节约2小时左右的通航时间，正式通航后，预计每年将替五级船闸分流数百吨的运量。
（参考资料：张志会，《三峡工程：打造国际水利水电科技新高度》；李秦，《三峡工程大国重器“地标”》；冯义军，《三峡工程开工20周年 创造100多项“世界之最”》；《26年，终圆百年梦！试验17年，终于竣工验收！》；《三峡大坝拿下太多世界之最的工程 却也承受最多委屈》；《三峡工程10年建设中攻克一系列世界级技术难题》；《水电雄师锁大江—导流明渠下游围堰截流成功目击记》；《三峡右岸大坝没有一丝裂缝》等。）
