今天的中国不仅拥有全球最长的高铁运营里程,而且在隧道工程的数量上也高居世界第一,而另一方面,各种隧道衬砌的缺陷问题和隧道衬砌的病害也随着我国隧道工程的增多而越来越突出。目前国内外对隧道衬砌的安全性研究主要集中在运营隧道的衬砌病害治理方面,对在建隧道的衬砌缺陷对隧道安全影响的研究不足。本文通过对大量在建高铁隧道衬砌质量的现场诊断,对在诊断中发现的隧道衬砌缺陷进行了统计分析,得到了缺陷的分布规律。通过分析主要缺陷的成因和分布规律,提出了相应的缺陷预防方案,再利用基于“荷载—结构”模型的数值模拟计算,对不同围岩等级、不同缺陷类型和缺陷的不同分布形式下的隧道二衬结构受力情况进行了计算,以二衬结构安全系数为指标,建立了在建高铁隧道衬砌缺陷对结构安全的影响的评价体系。基于“地层—结构”模型,计算了两处现场典型缺陷情况下隧道衬砌的受力情况,将评价体系应用到现场实际缺陷问题的评价中,同时验证了该评价体系的可靠性。本文的主要研究内容和成果有:(1)对大量在建高铁隧道衬砌缺陷进行诊断,对检测发现的缺陷进行统计分析,可知在所有衬砌缺陷中,二衬混凝土厚度不足和二衬背后脱空占比最大,分布占比47.7%和36.5%,缺陷分布中拱顶处缺陷分布最为密集。(2)探究主要隧道衬砌缺陷的产生原因,并提出预防建议。(3)建立二衬厚度不足情况下隧道的有限元模型,计算了不同部位、不同缺陷等级下二衬的内力并算出安全系数,以二衬厚度不足程度系数H_k为定量指标,对隧道衬砌缺陷进行了安全性评价。(4)建立二衬背后脱空情况下隧道的有限元模型,计算不同脱空宽度、不同脱空部位时二衬的内力并算出安全系数,以二衬脱空宽度为定量指标,对隧道衬砌缺陷进行了安全性评价。(5)通过现场两处典型缺陷隧道衬砌受力情况的数值模拟,计算了二衬结构的安全系数,将评价体系应用于现场实际中,同时也对其可靠性进行了验证。