一种用于截水帷幕的防渗膜连接装置及其施工方法，包括箱体、连接公头、连接母头、支撑孔、腔体和气囊，所述箱体为镂空的矩形柱体，箱体中间为中空的腔体，所述箱体的上部为连接公头，所述连接公头的中心设置贯通的销孔；所述箱体的下部为连接母头，通过销钉和销孔固定每段连接装置的连接公头与连接母头，所述箱体上间隔设置若干个贯通的支撑孔，气囊镶嵌于箱体的中空腔体内部；由此，本发明能够有效解决相邻防渗膜连接性差、搭接不紧密、充填材料绕流、接头装置起拔困难、防渗效果不佳的问题，实现了每序防渗膜之间的有机连接，防止槽段内浆液或混凝土回流，降低了连接装置起拔阻力，提高了防渗膜帷幕的截水效率。