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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。
式中:d--保护层土料的 颗粒直径;
k--系数，本工程取k=5;
[σ]--复合土工膜的抗拉允许强度[σ]=5.5Mpa;
p--承受 水头，取P=0.1Mpa;
--复合土工膜厚度，取 =0.2mm(为塑膜厚度)。
将上述各数据代入上式得:
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。
折叠护面设计
因为坝坡面是挡水建筑物，要承受风浪压力，所以必须要有护面措施，本工程设计采用干砌大块石护面。
护面块石必须坚硬、密实、能长期耐风化，并有一定有重量个体，能够承受风浪压力及水流冲刷力的作用。
护面块石的重量及Q及护面厚度参照《堤防工程设计规范》GB50286-98)中附录D.3的方法确定。计算公式:
式中:Q--主要护面层护面块石个体质量(t)
rb--人工块石的重度(KN/m3) rb=24KN/m3
r--水的重度 r=10KN/m3
H--设计坡高 H=
KD--稳定系数，KD=5.5
t--块石护面层厚度
n--护面块石层数n=1
c--系数 c=1.4
m--斜坡坡度
经计算:Q=48kg，t=0.29m，取干砌块石护面厚度t=0.3m。
为防止风浪水流将坝壳保护层粘土颗粒带走，在块石护面下铺设厚度为0.1m的碎石(砂砾石)作垫层兼反滤层。
复合土工膜以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料，它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能。国内外防渗应用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)，它们是一种高分子化学柔性材料，比重较小，延伸性较强，适应变形能力高，耐腐蚀，耐低温，抗冻性能好。
复合土工膜的使用年限问题，主要是由塑料薄膜是否失去防渗隔水作用而定，据苏联 标准规定，水工用的厚度为0.2m的加稳定剂的聚乙烯薄膜，在清水条件下工作年限可达40~50年，在污水条件下工作年限为30~40年。因此复合土工膜的使用年限足以满足大坝防渗要求的使用年限。
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)。具体位置及工程量见设计图。
土工膜（高密度聚乙烯膜），一种由树脂颗粒通过高温融化、挤出生产而成的塑料产品，主要作用是防渗、隔离、增强、防裂、加固、水平面排水等防渗作用， 按产品质量分为城建标准（CJ/T 234-2006）、国标（GB/T 17643-2011）、老国标（GB/T 17643-1998），纵横向断裂强度、纵横向断裂伸长率、抗穿刺强度等是区分HDPE土工膜标准的重要检测标准。
无纺土工布，采用 涤纶、丙纶、腈纶、锦纶等加工而成的无纺布，主要作用是反滤、排水、隔离、加筋、防护、密封等作用，按照用料分为长丝土工布（GB/T 17639-2008）和短丝土工布（GB/T 17638-2017），纵横向断裂强度、纵横向断裂伸长率、抗穿刺强度等是区分土工布标准的重要检测标准