复合土工膜防渗体结构由基面、复合土工膜、保护层、块石（或砼）护坡共四层组成，现将各层设计分述如下：
基面设计
为防止复合土工膜上铺填土层顺其表面滑动，增加保护层（包括护面）的稳定性，将上游铺膜坝壳表面开挖成台阶段，每级高差为0.3m，水平宽根据坡比而定，斜坡设计为1 : 1.0，开挖成形后，将表面的砖、石块及*根树等干净，并用拍板将表面打紧，平整。
复合设计
根据的产品主要特能，结合周头水库的具体情况，设计选用WCD-1型二布一膜的复合土工膜。
保护设计
复合土工膜的防渗效果取决于施工中和运行过程中塑料膜的完好程度，为了防止人畜踩踏，动植物破坏以及减少光热作用，由于它们是高分子化纤聚合物，故应避免阳光的直接照射，所以复合土工膜上应铺保护层。
保护层的颗粒直径不能太大，否则会刺破复合土工膜，一般对保护层的颗粒直径大小要按下式进行近似估算。

为了起见，要求实际土料颗粒直径d不大于6mm，故本工程采用筛制的粉质粘土，其它要求与坝体土料填筑要求一样。保护层取200mm，下面100mm用筛制土，上面100mm用非筛制土。对非筛制土，应挑出较大石块等其它杂物 。

 其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形；而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性，它与塑料薄膜结合后，不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于无纺布表面粗糙，增大了接触面的摩擦系数，有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀，在避光使用情况下，使用寿命长。