本申请实施例提供一种隧道衬砌排水系统，包括集水管路、上水管路、下水容器、多个横向管路、多个第一开关阀以及排水管路；所述集水管路设置于所述隧道的一次衬砌与二次衬砌之间，用于汇集地下水；所述上水管路的顶端封闭；所述下水容器的顶端与大气连通；多个所述横向管路沿竖直方向分层设置，连通所述上水管路与所述下水容器；多个所述第一开关阀分别设置于所述横向管路上，用于控制相应的所述横向管路的连通或关闭；所述排水管路连通所述集水管路与所述上水管路，位于最下层所述横向管路的下方。本申请提供的隧道衬砌排水系统，通过分层设置的横向管路可以调节地下水水位高度，从而实现地下水限制性排放。