工程由混凝土面板堆石壩、右岸放空隧洞及開(kāi)敞式溢洪道、左岸引水系統及廠(chǎng)房等建筑物組成。

混凝土面板堆石壩，壩頂高程791米，防浪墻頂高程792米（墻高4.7米，露出壩頂1米），最大壩高178米，壩頂長(cháng)1137米，壩頂寬12米，上下游壩坡均為1∶1.4。

溢洪道布置在右岸埡口處，全長(cháng)1665米，其中引渠長(cháng)1122米，引渠底寬120米，底部高程745米，引渠最大泄流量21750立方米/秒，最大流速3.8米/秒。渠道兩側為垂直邊坡，每隔22米設12米寬的馬道，不襯砌。引渠后緊接溢流堰，堰頂高程760米，設5孔弧形閘門(mén)，孔口寬13米、高20米。堰后為陡槽，槽長(cháng)538米，中間設隔墻將陡槽分左、右兩槽。左槽3孔，凈寬47米，右槽凈寬30米。槽后接挑流鼻坎，挑角45°，半徑50米。泄槽用鋼筋混凝土襯砌，設有5道摻氣槽。放空隧洞置于右岸壩肩，進(jìn)口底坎高程660米，全長(cháng)1062.17米，前段為有壓隧洞，長(cháng)557.67米，圓形斷面，內徑9.6米；后段為無(wú)壓隧洞，長(cháng)489.5米，方形斷面，寬×高為8米×11米。距進(jìn)口339.17米處設事故閘門(mén)井，井高131米，內徑11米，內設6.8米×9米事故平板定輪閘門(mén)，距進(jìn)口560.67米有壓隧洞末端為工作閘門(mén)室，設弧形工作門(mén)，尺寸為6.4米×7.5米。

引水道進(jìn)口布置在壩上游左岸，進(jìn)口尺寸長(cháng)98米，寬27.5米，高79.5米，內設16扇攔污柵，1扇檢修門(mén)及4扇事故門(mén)。進(jìn)水口底板高程711.0米。引水道由4條內徑9.6米、長(cháng)551.49～652.86米的低壓隧洞及其后的4條內徑7～8.2米、長(cháng)185米的高壓鋼管組成。

廠(chǎng)房為壩后地面式，順河向布置，長(cháng)145米，寬26米，高67米，內設4臺單機容量為30萬(wàn)千瓦的混流式水輪發(fā)電機組，水輪機機型HLA330-LJ-530。變壓器布置在上游側副廠(chǎng)房屋頂上，發(fā)電機和變壓器之間采用單獨單元結線(xiàn)。 [3] 

該電站樞紐布置的主要原則：充分利用壩址有利的地形、地質(zhì)條件，避開(kāi)不利因素；盡量利用建筑物的開(kāi)挖料筑壩，降低工程造價(jià)；方便施工和運行管理。在右岸埡口巨厚層塊狀灰巖地區布置開(kāi)敞式溢洪道，其開(kāi)挖料作為壩體填筑料大部分可直接上壩，運距短，對大壩施工無(wú)干擾；右岸上游1號沖溝地形適宜于布置放空隧洞；左岸巖層傾向山里，有利于地面開(kāi)挖工程，且成洞條件相對較右岸好，宜于引水發(fā)電系統和大斷面導流隧洞的布置。 [3] 

天生橋二級水電站是一座高水頭引水式水電站。壩上游庫容很小，泥沙會(huì )很快淤到壩前，樞紐的首要任務(wù)是處理庫內淤積問(wèn)題。水庫調度的原則應當是，在減少庫區淤積、減少進(jìn)洞沙量、確保運行安全的前提下，充分滿(mǎn)足發(fā)電需要。天生橋一級水電站建成后，二級水電站泥沙問(wèn)題將得到緩解，進(jìn)一步考慮提高發(fā)電要求，調整運行方式。天生橋二級水電站初設階段規定的正常蓄水位是645.0米，汛期限制水位637.0米.根據天然河道來(lái)水來(lái)沙條件及樞紐的防排沙要求，參考水庫淤積計算及模型試驗資料，制定的調度方式即：

(1)枯水期，河道流量小于800立方米/秒時(shí)，壩前水庫水位壅高到設計蓄水位645.0米運行；

(2)初汛期，河道平均流量為800立方米/秒左右，壩前水位降到640.0米運行；

(3)汛期頭場(chǎng)洪水漲峰階段，壩前水位穩定在640.0米，隨著(zhù)落峰再逐漸降到637.0米運行；

(4)以后各次漲落峰時(shí)均穩定在637.0米運行。但當流量小于800立方米/秒時(shí)，壩前水位仍壅高到645.0米運行。

這種調度方式能使庫區床面在較長(cháng)時(shí)間內控制在較低高程，同時(shí)又能緩沖頭場(chǎng)洪水溯源沖刷的勢頭，減少進(jìn)洞的沙量。 [3] 

（l）觀(guān)測點(diǎn)布置 大壩布置有3個(gè)觀(guān)測斷面，0+630斷面為河床中部最大斷面，右岸0十438斷 面在1/2壩高處，左岸0十918斷面位于地形突變部位。在觀(guān)測斷面的665、692、725、758m高程，共布置有沉降測點(diǎn)50個(gè)，水平位移測點(diǎn)31個(gè)。

（2）觀(guān)測儀器 壩體內部垂直位移觀(guān)測采用水管式沉降儀，水平位移觀(guān)測采用引張線(xiàn)式水平位 移計。天生橋大壩安裝的垂直、水平位移計管線(xiàn)最大長(cháng)度達350米，堪稱(chēng)世界第一。