土工膜防滲層結構包括:上游面防護層、上墊層、防滲土工膜、下墊層和支持層。有時也將下墊層和支持層和合在一起，統稱為支承層，防護層和上墊層又統稱為保護層。

支承層是保證防滲土工膜安全、穩定的重要組成結構，在設計時應盡量顆粒較細的材料構成下墊層，以確保防滲土工膜不會遭到穿刺或頂破破壞，形成滲漏通道。同時要求支持層與下墊層間必須滿足滲透穩定的層間關系，以確保在防滲土工膜破壞時墊層的滲透穩定性。

防滲土工膜層是隔水防滲的主體結構。保護層起到保護防滲土工膜的作用，由上游防護層(即護坡)和上墊層共同組成，作為土石壩的上游護坡，防止日曬雨淋、壩坡徑流、水庫風浪和人為活動對防滲土工膜的破壞。為保證其穩定性，設計時應強調保護層的透水性，已達到在庫水位下降時(包括風浪作用時水位的下降)，保護層內的水位達到同步下降，消除反向的滲透壓力對保護層穩定性所帶來的不利影響。近年來我一些除險加固工程普遍采用混凝土防浪護坡，因對其透水性要求認識不足，甚至將護坡板間縫用止水材料封堵，不允許其排水，易造成護坡失穩破壞。同時設排水孔的面板更能防止風浪掏捌引起的壩坡失穩。

土工膜防滲土石壩抗滑穩定分析除考慮壩體穩定外還要考慮土工膜與上面保護層，土工膜與下面墊層的平面抗滑穩定性，水庫水位降落時，滯留在膜下的水會反壓土工膜，使土工膜發生隆起而滑動，因此，土工膜與下游粘土接觸面必須設置排水，土工膜上游面也不能用粘土作為保護層。

土工膜作為壩前防滲斜墻時，可采用直接鋪設和強力膠粘連，前者適用于壩坡平緩的土石壩，采用推土機整平壩上游面，人工鋪設復合土工膜和墊層，最后澆注混凝土護坡，應注意預留復合土工膜光膜邊(10 } 15cm)澆筑在混凝土阻滑墻內。當保護層透水性良好時，其穩定安全系數可按下式計算;結土持土滲流計算時，復合土工膜由于厚度薄，有限元分析時應按當量滲透系數處理，如薄膜實際厚度0. 2mm，即取薄膜厚2m，當量滲透系數1 x 10-bcm/s，有限單元法分析結果表明，水頭為lOm的均質粉土壩，防滲塑膜可消殺水頭30%，出逸比降減小1/4，滲流量可縮減1/2，因此鋪設防滲土工膜后，改善了滲流情況，提高了蓄水能力。