由于衬砌材料劣化或钢筋锈蚀等因素容易导致浅层混凝土剥落,对隧道行车安全将造成严重影响,通过无损检测技术及时发现混凝土剥离现象,判断剥落的可能性十分必要。本文通过数值分析、室内和现场试验的方法,在自然温差和热激励条件下,分析衬砌混凝土内部剥离深度、剥离范围和隧道衬砌内外温差对衬砌混凝土热传导效应的影响规律,探究衬砌混凝土浅层剥离问题红外探测的可行性。研究结果表明,混凝土剥离深度10 mm,隧道内外温差8.06℃时,可探测边长为80 mm正方形大小的剥离范围;剥离深度50 mm,隧道内外温差为11.9℃时,可探测边长不小于150 mm正方形大小的剥离范围;自然条件下,隧道衬砌50 mm内的浅层剥离采用红外热像仪探测具有可行性,且剥离深度越浅,探测可行性越高;随隧道衬砌内外温差、剥离范围的增大,剥离位置与完好位置的衬砌表面温差线性增加。热激励条件下,红外探测的效果显著提升,但对于边长小于20 mm的缺陷仍不可探测。