本发明涉及基于地热利用的隧道防寒排水系统及其施工方法，所述系统包括环向盲管或条状防排水板、纵向盲管、横向导水管和中心水沟；环向盲管或条状防排水板沿隧道拱墙圆周设置；纵向盲管沿隧道轴向在边墙底端设置；中心水沟轴向设置在隧道中心底部；横向导水管连接于纵向盲管与中心水沟之间，环向盲管或条状防排水板、横向导水管及纵向盲管的交叉节点向下与地源深孔形成联结。本发明解决了寒区隧道排水系统在温度较低的环境下容易冻结阻塞失效等问题，利用地源深孔将地层热能传递到隧道内的环向和纵向排水盲管，通过“热桥效应”形成热交换延伸，防止盲管发生冻结，进而防止整个排水系统冻结失效，无需单独提供热源，环保节能，效果显著。