周头水库大坝本为心墙坝，但由于垮坝，造成了心墙上部的脱节，为解决上部防渗问题，原来加做了防渗斜墙。根据本次周头水库大坝的安全论证分析，为解决因大坝多次滑坡而造成的渗漏弱面及坝基渗漏，在垂直防渗方面采取了基岩帷幕灌浆，接触面灌浆，冲抓套井回填帷幕及高喷防渗板墙等防渗体形成。上部斜墙部位采用复合土工膜铺盖防渗，下与垂直防渗墙相衔接，上至358.0m高程（高于校核洪水位0.97m）
土工膜防渗技术主要应用于大坝工程的防渗性能和施工质量所引起的大面积渗水，特别适用于交通不便，物资匮乏的水库防渗加固工程，选择合适的土工膜材料应用于上游边坡的防渗加固，防渗技术较为经济合理，大坝基础渗漏可采用垂直铺装防渗技术，值得注意的是，大坝的局部渗漏不适用于土工膜防渗技术，土工膜适合整体防渗。
土工膜的铺设是通过分段施工和流水作业进行的，斜坡土工膜从顶部到底部放置，水平覆盖物从斜坡的脚到覆盖物的前端放置，铺设时要注意土工膜的适当松弛，以避免应力集中和人为伤害，要求土工膜与地基和垫子的接触面一致，以防止土工膜起皱形成渗水通道的现象，水平铺设的一布一膜，土工膜朝下，布料朝上，铺设土工膜后，应立即回填保护层，土工膜的连接采用薄膜焊接的方法，焊接前，必须去除薄膜表面的污垢，以确保薄膜表面清洁，可以在焊接之前将薄膜和薄膜平焊，在爬行焊接过程中，操作员应随时观察焊接的双缝质量，并随时根据环境温度的变化，调整焊接温度和行走速度，在正式焊接过程中，应仔细检查焊缝，主要是检查这两个焊缝是否清晰，是否有气泡，漏焊和焊缝跑偏。