二灘工程採用雙曲拱壩，由於河谷狹窄、水頭高、流量大，因此洩洪消能設施成為二灘水電站樞紐中的重要組成部分。二灘洩洪建築物按千年一遇洪水流量20600立方米/秒設計，5000年一遇的洪水流量23900立方米/秒校核。 大壩為混凝土雙曲拱壩，為使壩體應力分佈均勻，壩肩推力更偏向山體，有利於壩身穩定，水平拱圈為二次拋物線，拱冠梁的上游面為三次多項式曲線。壩頂高程1205米，頂部厚度11米，拱冠梁底部厚度55.74米，拱端最大厚度58.51米，厚度比0.232，拱圈最大中心角91.49°，上游面最大倒懸度0.18。壩頂弧長775米。壩體混凝土量400萬立方米。 洩洪表孔設於拱壩壩頂中央，共7孔，每孔寬11米，高11.5米，堰頂高程1188.5米，裝設弧形閘門。採用相鄰大差動30°與20°的俯角跌坎，跌坎上設分流齒坎消能工。洩水中孔共6孔，佈置在拱壩壩體中。為使水舌能與表孔水舌有較大碰撞角，中孔體型呈上翹形。出口高程1120米，孔口斷面為方形，尺寸為6米×5米。為避免水流徑向集中，中孔在平面上實行壓力偏轉，並用30°、17°、10°三組不同挑角將水舌在橫向和縱向散開，以避免水舌重疊而加深對下游的沖刷。 二灘水電站 兩條洩洪洞佈置在右岸，採用短進水口龍抬頭式直線佈置，隧洞為方形斷面明流洞，尺寸13米×13.5米（寬×高）。進口底部高程1163米。1號洞長866.53米，2號洞長1197.33米。兩洞直坡段底坡分別為7.9%和7%，龍抬頭段集中落差為70米，洞內最大流速約45米/秒。為了防止高速水流發生空蝕破壞，分別在這兩條洩洪洞各設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套洩洪設施的洩流能力均能單獨洩放常年遇到的洪水。大洪水時3套洩洪設施聯合洩洪，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衝保護措施。二道壩軸線距拱壩線330米，壩頂高1010米（河床）～1017米（兩岸）。水墊塘用鋼筋混凝土保護，底板高程980米，長354.14米。當枯水期檢修時，只需將二道壩臨時加高4～6米，可保證水墊塘有半年多的檢修期。 二灘壩址 二灘水電站 具有修建高混凝土雙典拱壩的良好地形和地質條件。初步設計審定的雙曲拱壩拱冠梁底寬 70.34米，壩體混凝土量474.2萬立方米；經最佳化設計後，最後採用的混凝土雙曲拱壩拱冠梁底部最大寬度減為55.74米，壩體混凝土量減為424.2萬立方米，比初步設計節約混凝土50 萬立方米。 最佳化後的雙曲拱壩壩高240米，拱冠頂部寬度11米，拱冠梁底部寬度55.74米，拱端最大寬度58.51米，拱圈最大中心角91.5°，壩頂弧長774.69米。 二灘拱壩採用拋物線形雙曲拱壩，使接近岸坡拱的曲率減小而趨扁平化，以加大拱推力與岸坡的夾角，增加壩肩穩定。為使應力分佈均勻，減小拱壩斷面，縱向採用高次曲線，加大縱向曲率，上游面最大倒懸度控制在0.18。由於河流兩岸地形不完全對稱，左半拱和右半拱採用不同曲率半徑，頂拱中心線曲率半徑在349.19米～981.15米範圍。 為洩洪和降低庫水位需要，壩體分3層開孔：7個表孔、6箇中孔和4個放水底孔，另外由於後期導流需要，在大壩底部設定4個導流底孔，在二期導流結束後予以封堵。為了儘量減小壩體施工的複雜性，二灘拱壩壩內僅佈置了4層廊道，以滿足大壩監測、灌漿、排水、交通等需要。 大壩帷幕中心線近似平行壩軸線，左岸在不同高程分別深入拱座山體內，然後折向上遊與地下廠房防滲帷幕連成一體。右岸從壩頭折向上遊與洩洪洞防滲帷幕連成一體。帷幕灌漿在基礎廊道和灌漿平洞內施工。左岸 1091.7米高程以上，右岸1115米高程以上帷幕採用單排，要求透水量小於3Lu；上述高程以下，帷幕採用雙排，要求透水量小於1Lu。主帷幕最大 深度為105米。 拱壩分39個壩段，有19個主要接縫灌漿區，在1145米高程以下每個灌區高度為12米，1145米高程以上每灌區高度為15米。大壩不設縱縫，橫縫採用球面鍵槽，球面鍵槽模板直徑80cm，深15cm，與常規剪力鍵模板相比，結構簡單，施工方便。大壩橫縫灌漿系統採用預留水平灌漿槽和預埋連線在灌漿槽上的灌漿鋼管組成。灌漿槽分設在灌區底部和頂部，分別連 接進漿管和出漿管，採用此係統施工方便，保證了灌漿質量。