因为地质、地形和天气等各种客观因素及其在建筑设计、建造和运营中的不同主观要求影响,在隧道建造和运营使用的过程中,产生了如衬砌出现裂纹、衬砌渗漏水和围岩空洞等各种病害。隧道在建成后的长时间运营中往往会由于病害的出现而陷入质量危机的状况,所以对于病害的隧道加以处治是十分必要的。因此本文将对在病害前提条件下,衬砌结构的稳定性及其处治对策等加以深研探讨,主要的研究内容包括:（1）对围岩空洞和FRP的研究现状进行了讨论。隧道病害影响衬砌结构的稳定性、衬砌极限强度和行车安全,隧道加固的意义越来越突出,有必要对未出现病害的衬砌采取预防措施,对病害条件下的衬砌采取加固措施。FRP-PCM是一种较新的隧道加固方法,具有加固效果稳定、操作简单、自身重量轻和强度高等优点。（2）根据调查研究发现,围岩空洞是诸多隧道病害中最具有代表性的。根据空洞的长度、范围和位置对围岩空洞进行了分类。采用数值模拟的方式构建了二十七种工况的三维隧道模拟,以分析各种情况下的空洞在动态施工过程中围岩构造和衬砌结构的相对位置变化、应力和结构安全性。结果表明,拱顶部位的空洞对衬砌状态的负面影响很大;而当位置相同时,角度范围对衬砌的影响比长度更为明显。（3）提出病害条件下隧道的防治建议和加固措施。详细介绍了 FRP的材料特点、应用形式及施工工法。考虑围岩空洞的位置和数量以及不同的FRP等级,建立16种工况的FRP加固隧道衬砌二维有限元模型。利用该模型模拟FRP加固隧道衬砌,通过提取弯矩和轴力,分析不同隧道病害情况下FRP加固隧道衬砌后的内力变化。根据模拟结果计算安全系数,对FRP的加固效果进行了评价。结果表明在加固区域FRP对衬砌的加固作用十分明显,在非加固区域,衬砌的安全状态也会有些许提升。（4）基于有限元分析软件ABAQUS中的蠕变模型,考虑在时间效应的作用下,FRP对隧道的加固效果。考虑空洞的位置及数量不同,以及FRP的等级不同,建立了 24种空洞模型。考察衬砌的位移和内力随着时间的变化,并根据安全系数,来判断FRP对衬砌的加固作用。结果表明,开挖后隧道的状态较不稳定,衬砌随着时间的增加逐渐趋于稳定的状态。在不同的时间段,FRP的加固效果都十分显著。