本发明提供了一种岩溶富水隧道双层减压防排水系统及其施工方法，该系统设置在隧道初支与二衬之间，包括外侧排水层、减压层、内侧排水层、排水道。其中，外侧排水层包括外侧纵向排水盲管、外侧环向排水盲管、透水土工布；减压层包括三维双向土工格室、喷射式多孔轻骨料透水混凝土和内外排水盲管的垂直连接管；内侧排水层包括内侧纵向排水盲管、内侧环向排水盲管、施工缝止水条和透水土工布；排水道采用分布式集束排水管来扩大传统排水管通道。本发明旨在通过扩大储水容量、降低水头压力、提高排水效率来解决岩溶富水隧道在雨季中的高水压大流量防排水需求。