一种寒区山岭隧道复合式排水系统及其施工方法，属于隧道排水工程技术领域。仰拱中心排水沟设在隧道底部，拱脚排水沟设在支护体系拱底并与仰拱中心排水沟连通；二衬结构外有立体超疏水层，立体超疏水层外有透水混凝土保护层，支护体系、立体超疏水层及透水混凝土保护层上对应设有修补管。施作预制透水混凝土构件、隧道拱架及疏水排水体系，安装修补管，施作一衬结构、二衬结构以及各排水沟引出并保护修补管，喷涂超疏水涂层。本发明提高排水能力，防止渗漏水冻结在排水板上而堵塞排水路径，性能稳定，可进行超疏水涂层和围岩的修补。