總體設計根據工藝要求，充填混凝土防水板鋪掛臺車不僅需要具備防水板自動鋪掛功能，還應具有帶壓澆筑襯砌臺車襯砌功能。此外，臺車在隧道內施工作業時，施工車輛和設備能從其內部穿行，內凈空保證寬×高不小于3．5×4．5m。

根據工況條件，防水板鋪掛臺車門架與普通襯砌臺車結構相近，走行系統由輪軌式改用輪胎式，方便移動。臺車兩端布置有環向軌道，軌道上安裝有防水板鋪掛小車，用于鋪設寬幅防水板。其中，后鋪掛小車安裝有爬焊機，用于焊接防水板環縫。工作采用遙控控制或全自動控制。

結構組成充填混凝土防水板鋪掛臺車具有防水板鋪掛和混凝土灌注功能，主要由走行系統、升降橫移機構、爬梯平臺、臺車模板、氣囊端模、掛布小車、掛布小車軌道、臺車門架、液壓系統、電氣系統、換向托滾等部分組成。臺車結構輕便，總重量約35t。

臺車門架設計門架結構由上下縱梁、上下橫梁、斜支撐等組成，是防水板鋪掛臺車主要承力結構。臺車在充填混凝施工時，混凝土壓力通過模板、絲杠等傳遞到門架上。通過傳統襯砌臺車測試發現，當混凝土灌注高度約到側模頂時，臺車應力和變形最大。