XX湾闸改建工程为2级建筑物，老湖设计防洪水位44.79m，相应新湖水位36.79m。该闸为钢筋砼桩基开敞式水闸，设计南排泄洪流量450m3/s，相应老湖水位42.99m；设计灌溉引水流量25m3/s，相应设计引水位39.59m；设计排涝流量18.82m3/s，提水站出水池设计水位42.09m，相应老湖水位41.79m。全闸共设7孔，1低6高，孔口净宽8m，底板高程为37.79m（低孔）、40.29m（高孔），采用胸墙式孔口布置。6个高孔孔口尺寸宽×高=8×3.5低孔孔口尺寸宽×高=8×3m，闸孔总净宽56m。
主体工程包括闸室段、闸后消能工及两岸连接工程和附属工程组成。闸基防渗采用水平防渗铺盖与垂直防渗墙相结合的方式布置，闸室前端设置砼垂直防渗墙深8m，设计实际防渗长度56.86m，相应渗径系数为7.36。闸顶高程为47.3m，闸室长15m，底板厚1.2m，中墩厚度1.1m，高孔底板采用折线型，顺水流向在底板中心分缝，一孔一联，每联宽9.1m，共4联，每联布置灌注桩18棵，低孔另加两侧半个高孔为一联，宽度18.2m，共一联，布置灌注桩42棵。闸室两侧布置岸箱、减载孔与两岸连接，岸箱长15m，宽8m，其上布置桥头堡，边孔闸室（包括岸箱和半个高孔）宽12m，共两联，每联布置灌注桩20棵。灌注桩直径均为0.85m。减载孔长7.2m，宽6 m，上部布置桥头堡楼梯，底板下布置直径0.7m灌注桩4棵。
机架桥桥顶高程为52.2m，采用预制л型梁结构，支撑于墩顶排架上，其上布置启闭机房。下游公路桥顶高程为46.79m，桥面净宽为7m。闸上游没20m长的粘土铺盖，上部采用0.4 m厚的浆砌石护底，其上游为5m长干砌石。闸下游设两级消力池，总长47.2m，一级消力池池长32.1m，池底高程35.5m，坎高2.2m；二级消力池池长15.1m，池底高程35.5m，坎高1.2m。消力池底板厚度一级池为1.0m，二级消力池为0.9m。消力池后接50m砌石海鳗，其后为10m抛石防冲槽。
上游采用浆砌石扭曲面和浆砌石护坡与两岸连接，下游采用浆砌石导流翼墙与两岸连接，顶高程为41.6m，墙后填土高程为39.5m。
闸门采用双主梁平面直升钢闸门与2×16T（高孔）、2×25T（低孔）卷扬式起闭机，一门一机。