土工膜在土石壩中的布置位置主要有兩種: 一種是覆蓋在土石壩的上游壩面，土工膜被當作柔性防滲面板，壩體結構形式與混凝土面板壩相似。根據上游壩坡的陡緩程度不同，土工膜的結構布置形式略有差異，關鍵是讓土工膜能在壩面維持穩定以及與周邊剛性結構之間進行合理連接。對于透水地基上的土石壩，壩面土工膜可以向上游壩基延伸，兼做鋪蓋之用。

我國土石壩采用土工膜或復合土工膜進行防滲起步較晚，究其原因是多方面的，除早期受生產工藝、耐久性、施工工藝等限制外，更主要的可能是人們對土工膜的工程特性認識不足，擔心土工膜的缺陷滲漏和耐久性等問題。

《碾壓式土石壩設計規范》規定復合土工膜防滲只能用于壩高小于30m的3級低壩，這在很大程度上限制了土工膜在較高土石壩中的應用。實際上，也有幾個壩高超過30m的土石壩在經過論證后突破了碾壓式土石壩設計規范的約束，例如云南53m高的塘房廟堆石壩、廣西48m高的田村堆石壩、深厚覆蓋層(厚度143m)上56 m高的四川仁宗海堆石壩等均進行了大膽創新。

對于老壩防滲加固，我國也有不少成功實例，如陜西85m高的石砭峪定向爆破堆石壩成功采用壩面鋪膜的方式解決了大壩長期嚴重滲漏問題。2008年頒布的《碾壓式土石壩設計規范》將土工膜防滲壩高提升到100m高的3級中壩，在很大程度上鼓勵( 較) 高土石壩工程采用復合土工膜進行防滲。與一般的堤防或低壩不同，高土石壩擋水水頭高，采用復合土工膜防滲的一個突出問題是土工膜的缺陷滲漏問題。隨著壩高的增加，復合土工膜的防滲面積大幅度增加，相應的復合土工膜之間的拼接縫、與山體邊界或防滲墻的連接縫以及施工中造成的隱性破損等也會相應地大幅增加。這些拼接縫、連接縫及隱性破損等均不同程度地造成復合土工膜的缺陷孔洞或缺陷縫隙，在高水頭作用下，其缺陷滲漏可能相當可觀，勢必會對大壩安全造成隱患。