兩條泄洪洞布置在右岸，採用短進水口龍抬頭式直線布置，隧洞為方形斷面明流洞，尺寸13m×13.5m(寬×高）。進口底部高程1163m。1號洞長866.53m，2號洞長1197.33m。兩洞直坡段底坡分別為7.9％和7％，龍抬頭段集中落差為70m，洞內最大流速約45m/s。為了防止高速水流發生空蝕破壞，分別在這兩條泄洪洞各設5個和7個摻氣設施。摻氣設施為一種u型槽式挑坎的新型摻氣設施。3套泄洪設施的泄流能力均能單獨泄放常年遇到的洪水.大洪水時3套泄洪設施聯合泄洪，表、中孔水舌上下碰撞,分散消能。
下游設定水墊塘和二道壩作為防沖保護措施。二道壩軸線距拱壩線330m，壩頂高1010m(河床)～1017m(兩岸)。水墊塘用鋼筋混凝土保護，底板高程980m，長354.14m。當枯水期檢修時，只需將二道壩臨時加高4～6m，可保證水墊塘有半年多的檢修期。
二灘水電站的裝機容量
為滿足人防、大壩檢修及基礎補強時降低水庫水位要求，在壩體表孔左、右邊墩下部1060高程設定2個5m×6m(寬×高)的放空底孔，在庫水位1140m時開啟使用。地下廠房位於左岸地下洞室群內。由進水口、壓力鋼管、主廠房、主變壓器、尾水調壓室及尾水洞等洞室組成。主廠房、變壓器室、調壓室3大洞室平行布置，淨距分別為35m和30m。洞室圍岩主要為正長岩、蝕變玄武岩。岩體新鮮完整、結構均一，構造破壞微弱，具有修建大跨度、高邊牆地下廠房的良好地質條件。主廠房洞室長280.29m，寬25.5m，高65.38m。廠房內布置6台單機容量55萬kw的水輪發電機組。水輪機為hl-lj-585型，混流式。轉輪直徑6.247m，額定出力61.2萬kw，最大水頭189m，設計水頭165m，最小水頭135m。額定轉速142r/min,飛逸轉數281(r/min)，額定流量376m\+3/s,額定比轉速184.3(m.kw/m.m3/s)，比轉速係數k1968，總重3500t。發電機為半傘式、空冷、額定容量61.2萬kva，額定功率因數0.9。主變壓器長199m，寬17.4m，高24.9m。洞室內裝有6台容量為620mva的500kva三相升壓變壓器。1號調壓室長92.9m，寬19.5m，高58.1m；2號調壓室長92.9m，寬19.5m，高65.3m。尾水管閘門設在調壓室內，閘孔尺寸為寬10m，高15.7m。2條斷面尺寸為16.5m×16.5m的尾水隧洞和6條直徑9m的壓力管道在平面上布置成直線形，管道軸線與廠房縱軸線成65°斜交，在立面上布置成豎管。僅在下彎段起點至蝸殼進口一段採用全鋼管，其餘均採用鋼筋混凝土襯砌。500kv屋外開關站布置在左岸壩肩下游。電站以4回500kv輸電線接入四川電力系統。
過木建築物採用縱向過木機道。過木機道布置在左岸，全長2450m，斷面為寬17m，高6.74m的方圓形洞，設計年過木量110萬m3。木材過壩採用滾動機與皮帶機聯合運輸方式。二灘過木機道是世界上最大最新的過木建築物。
二灘水電站的工程建設
核定的總工程量為：主體工程及導流工程土石方明挖814.72萬m3，石方洞挖336.83萬m3，土石方填築量140萬m3，混凝土量為598萬m3。金屬結構安裝1.9萬t。施工導流分兩期進行。一期採用隧洞導流，河床圍堰一次斷流，全年施工，導流標準為30年一遇，洪水流量13500m3/s。二期採用大壩底孔導流，標準為11月10日至翌年4月時段10年一遇洪水，流量1500m3/s。兩條導流隧洞分設於兩岸，斷面面積17.5m×23m，左、右導流隧洞長度分別為1089.75m和1167.08m，進口高程均為1010m。
上游圍堰為粘土心牆堆石圍堰，堰頂高程1062m，堰頂寬12m，最大堰高約56m，堰基防滲採用高壓鏇噴灌漿防滲牆，最大深度37m。下游圍堰為粘土斜牆堆石圍堰，堰頂高程為1030m，堰頂寬10m，最大堰高約30m，堰基防滲亦採用高壓鏇噴灌漿防滲牆，最大防滲深度54m。上、下游圍堰的填築量分別為94萬m3和19萬m3。選用平堵、立堵綜合截流方案，於1993年11月26日順利截流。設計截流流量1500m3/s。合龍時實際截流流量為1090m3/s，截流河段上、下游總落差為9.94m。左岸和右岸導流隧洞分流的流量分別為440m3/s和600m3/s。截流過程中，當流量為1230m3/s時，最大一級龍口落差約3m，龍口下游表面流速約8.33m/s。二期導流的4個臨時導流底孔分設於19～22號壩段，孔底高程1014m，孔口尺寸為寬4m，高8m，設計泄流量為1500m3/s。
混凝土設計平均月澆築強度約10萬m3，最高月強度14萬m3，壩體最大年上升高度約94m。加上水墊塘、二道壩、廠房進水口、泄洪洞進口等部位，混凝土總量473萬m3，平均月強度12萬m3，最高月強度21萬m3，最高年澆築量187萬m3。實際施工中，1996年澆築了211.66萬m3混凝土，高峰月強度24.5萬m3，高峰日強度1.334萬m3。[nextpage]
混凝土骨料採用料場開採料加工而成，砂石加工廠的設計生產能力為1000t/h。混凝土最大為4級配，粗骨料分為4.8～19mm、19～38mm、38～76mm、76～152mm；細骨料分為粗砂4.8～1.2mm，細砂1.2～0.74mm。2座義大利cifa公司生產的4×4.5m3的拌和樓，每座生產能力為360m3/h。預冷的製冷能力為830萬kcal/h。大壩混凝土入倉溫度不高於10℃。混凝土澆築採用3台30t幅射式纜機吊運混凝土入倉。纜機跨度1265m，其水平速度7.5m/s，垂直速度3m/s。吊罐容積9m3/s。這種纜機的移動端軌道可以根據地形條件設定縱坡，最大縱坡為19％。