复合土工膜的防渗结构由四层组成:基面、复合土工膜、保护层和块石(或混凝土)护坡(如下图5.5.4.1所示)。现在每一层的设计描述如下:
复合土工膜防渗结构剖面图(单位:mm)
基础设计
(1)膜基面的设计(即坝壳表面处理的要求)
为了防止复合土工膜上的填土沿其表面滑动，增加保护层(包括防护面)的稳定性，上游的地下连续墙坝壳面开挖成一个台阶，每个台阶高差为0.3m，水平宽度根据坡率确定。坡度设计为1: 1.0(如图5.5.1.3所示)。开挖成型后，将表面的砖块、石块和树根清除，并用拍板将表面压实和整平。
复合设计
根据5.5.1.3产品的主要特点和洲头水库的具体情况，设计并选用了WCD-1型双织物一膜复合土工膜。
保护设计
复合土工膜的防渗效果取决于施工和运行过程中塑料薄膜的完好程度。为了防止被人和动物践踏，被动植物破坏，减少光和热的影响，因为它们是高分子化学纤维聚合物，应避免阳光直射，所以复合土工膜应覆盖保护层。
保护层的粒径不宜过大，否则会刺破复合土工膜。一般来说，保护层的颗粒直径应大致根据以下公式估算。
其中:d——防护土的最大粒径；
K——安全系数，本项目k = 5；
[σ] ——复合土工膜的允许抗拉强度[σ]= 5.5 MPa；
P——承受最大水头，取p = 0.1mpa
——复合土工膜厚度，取= 0.2毫米(塑料膜厚度)。
将上述数据代入上述公式:
出于安全考虑，要求实际土料的最大粒径d不大于6mm，因此本工程采用筛分粉质粘土，其他要求与坝体土料填筑相同。保护层为200毫米，下部100毫米为筛制土，上部100毫米为非筛制土。对于未筛分的土壤，应挑选大石块和其他杂物。
表面保护设计
由于坝坡是挡水结构，必须承受风浪的压力，因此有必要采取表面防护措施。本工程设计采用干砌保护表面。
饰面砌块石必须坚硬、密实、耐长期风化，并有一定的重量，能承受风浪压力和水冲刷力的作用。
饰面砌块的重量、q和厚度参照《堤防工程设计规范》gb50286-98中的附录D.3确定。计算公式:
其中:Q——主饰面石材的个体质量(t)
Rb——人工块石重量(KN/m3) rb=24KN/m3
R——水重力r=10KN/m3
H——设计坡高H=
KD——稳定系数，KD=5.5
T——块石保护层厚度
N——饰面砌块的层数，n=1
C——系数c=1.4
M——坡度
根据计算，Q = 48kg公斤，t = 0.29m米，干砌块石保护层厚度t = 0.3m米..
为了防止坝壳保护层中的粘土颗粒被风浪带走，在块石保护层下铺设0.1m厚的砾石(砂砾)作为垫层和过滤层。
