随着我国高速公路的快速发展,公路隧道建设取得了长足进步。但由于各种因素的影响,越来越多的隧道出现了不同程度的衬砌病害现象,给公路隧道的正常运营带来了安全隐患。因此,对于隧道衬砌病害的分析研究工作就显得尤为重要。通过对张涿高速多条公路隧道的定期检测发现,隧道衬砌病害的主要类型包括:衬砌结构厚度不足、衬砌背后空洞、衬砌变形、渗漏水、开裂破损以及衬砌混凝土腐蚀等。并经理论分析得出,引起衬砌病害的因素包括地形地质、施工质量、施工方法、养护管理等。本文基于地层-结构法,采用有限元分析软件MIDAS GTS对衬砌厚度不足和衬砌背后空洞这两种主要衬砌病害进行了数学建模,并以数学模型为基础研究分析了两种病害对结构安全性的影响。分析结果表明,衬砌厚度不足、衬砌背后空洞这两种病害对隧道衬砌结构安全性影响较大,随着病害程度增大,结构刚度随之减小,衬砌结构可能发生相应的破坏,从而给隧道的正常运营带来影响。由于隧道衬砌病害对衬砌结构安全性有较大影响,因此隧道的养护管理工作应当得到重视。本文通过对衬砌病害的分析研究,提出科学的隧道养护措施;根据预防性养护理念,建立隧道预防性养护管理系统,并将模糊综合评价法应用于衬砌结构的健康评价,从而系统地保障公路隧道的安全运营。