本发明涉及隧洞施工技术领域，具体涉及一种水工输水隧洞复合衬砌结构及施工方法。所述水工输水隧洞复合衬砌结构包括：围岩，其内壁表面通过喷射混凝土形成喷混面；防渗层，与所述围岩间隔设置，且所述防渗层与所述喷混面之间形成第一间隙；内衬砌，设置于所述防渗层远离所述围岩的一侧；弹性浆液层，设置于所第一间隙内，所述弹性浆液层与所述防渗层和所述围岩共同形成一体的弹性外衬砌结构；在工作状态下，所述弹性外衬砌结构适于缓冲山体水对内衬砌的压力。本发明提供的水工输水隧洞复合衬砌结构，能够缓冲山体水对内衬砌的压力，防止内衬砌断面开裂，避免产生内衬渗漏。