本发明提供一种水工隧洞复合衬砌结构及其制作方法，该方法包括：拼接衬砌管片；在拼接后的衬砌管片内安装钢管内衬；在所述衬砌管片与所述钢管内衬之间喷涂自生长材料；在所述衬砌管片与所述钢管内衬之间浇筑自密实混凝土。其中，在浇筑混凝土之前，通过在衬砌管片与所述钢管内衬之间喷涂自生长材料，使管片‑混凝土界面、钢管‑混凝土界面产生更多的胶凝材料促进粘结，同时渗进混凝土，在一定深度下与混凝土反应生成浆体，填充混凝土表面缝隙，同时补强管片和自密实混凝土的性能，从而提高界面的力学性能。