本发明提供一种深埋隧洞地下水分层水力联系监测系统及实施方法。它通过地表深孔及布设在地表深孔内的渗压监测仪器、监测段和封堵段，监测深埋隧洞上方不同地层的外水压力。具体施工方法，即：确定地表深孔的位置、深度、孔径，钻设地表深孔；确定分层监测方案；确定地表深孔各监测段、封堵段材料用量；自下而上分层实施监测方案，如孔内渗压监测仪器的布设、监测段和封堵段的形成；实施自动监测、监测数据的收据和上传。本发明可以实现深埋隧洞从施工前→施工→运行全生命期内地下水分布演化过程的监测，为深埋隧洞施工期的涌水量和运行期的外水压力的准确评估以及隧洞建设对地下水环境长期影响的评价提供技术支撑。