2012年12月2日に発生した中央自動車道笹子トンネルでの天井板落下事故は，構造物の維持管理に関わる人に大きな衝撃をあたえた．
この事故では，9人の死者を出し，落下する天井板の下を走り抜けた映像が公開された．
翌翌日12月4日には，高速道路・国管理の国道の天井板の緊急点検を実施するとの通知が国交省国道･防災課などから出された．
平成25年6月に出された報告書では，事故の原因は天井板を吊していた天頂部の接着系ボルトには，建設当初から所定の引抜き強度を発揮されないものが含まれていたとしている．
再発防止策として，可能であれば接着系ボルトで吊られたトンネル天井板は撤去することが望ましく，残す場合は第三者被害を防止するバックアップ構造・部材を設置すべきとしている．
また，近接点検（近接目視，打音および触診による点検）が，機能を失ったボルトを把握する上で有効であるとしている．
以上のようなことも考慮して，平成26（2014）年6月には，道路トンネル点検要領（国土交通省・道路局）が出され，省令で定める「トンネル」について，道路トンネルの定期点検で最低限実施する内容や方法が定められた．
1960年代に始まった高度経済成長期に建設されたトンネルが４０年以上の年月を経て老朽化し始めている．
道路トンネル変状に関する最も新しい調査は，1990年（平成２年）に実施されている．その他のトンネルを含めたトンネル変状の実態を表13.1に示した．
かなり古いデータであるが，全体の傾向は変わっていないと考えられるので掲載した。最新のデータが分かれば，取り替えるつもりである。
| トンネル種別 | 2供用中のトンネル | 変状トンネル |
| 道路トンネル | 4,307件 | 292件(6.8%) 過去対策実施209件(4.9%) |
| ＪＲ鉄道トンネル | 約3,600箇所 | 50%(約1,000km)が戦前に建設 |
| 公営地下鉄トンネル | 483km | 最古は73年前（開削・シールド） |
| 下水道トンネル | 226,000km | 4,360km(約2%)が50年以上経過 |
| 発電用水路トンネル | 6,200km | 3,000kmが昭和初期以前に建設 |
| 通信用トンネル | 800km | 約5%で鉄筋の腐食 20年以上経過の約10% |
道路トンネルでは1990年以後のトンネル延長の延びは著しく，1995年4月現在で約7,500箇所，延長約2,200kmとなっている．1980年代以降はＮＡＴＭ工法が本格的に導入されたために建設されたトンネル数に比べて変状発生トンネルの割合は小さくなっているが，それでも4%のトンネルで変状が発生している（ (社)日本道路協会,1993,道路トンネル維持管理便覧 参照）．
以下に道路トンネル変状の特徴をまとめる（日本道路協会，1993，p13-18）．
■変状現象：漏水；60%
変状のあるトンネル；全トンネルの24%
クラック発生，施工継ぎ目の開き，剥離，石灰等の析出
路面の変状，押し出し，側溝の変状は少ない．
■変状の多いトンネルの建設年代：1961〜1970
1971〜1980
■変状発生までの供用年数：１０年以内；約３０％
３０年以内；約９０％
■変状発生箇所の土被り：４０ｍ以下の箇所で多い傾向にある．
■変状発生箇所の岩種：第三紀層が約４０％
火山岩，中生層が１１〜１３％
変成岩，深成岩，古生が７〜９％
脈岩，洪積層は５％以下
■変状発生原因：漏水または凍害，老朽，偏土圧，覆工背面の空洞，膨張性地圧，異常水圧・出水，地すべり，支持力不足など
■変状対策工：吹付けコンクリート，ロックボルト，裏込め注入，繊維補強吹付け，内巻きコンクリート
トンネルが完全に破壊した事例は比較的少なく，トンネルは安全な構造物と考えられてきた．しかし，坑口はトンネルの最大の弱点となっている．
この20年くらいに発生した事例では，1996年2月10日の北海道の国道229号･豊浜トンネル古平側（北側）坑口の岩盤崩落，1997年8月25日と28日の国道229号･第２白糸トンネル瀬棚側（南側）坑口の岩盤崩落がある．これらの災害ではトンネル坑口が外力により一気に破壊されたのが特徴である．
しかし，豊浜トンネルでは，崩落直前に通行者が土砂が天端から落ちてきているのを見て警察に連絡している．
また，JR室蘭本線礼文浜トンネルでのコンクリート塊の落下事故では，覆工コンクリートに押し抜きせん断を示す放射状のクラックが発生していた．
このようにトンネルが破壊する前に前兆現象が観察された事例がある．
1990年2月4日に千葉県の国道127号小山野トンネルで発生した崩落事故は，土被り約23ｍ（坑口から38ｍの地点）の所で，トンネル天端が高さ約4.0m，幅約5.5m，トンネル方向に約6.6m（土砂量約200m3）にわたって崩落したものである．
このトンネルでは前日もパトロールをしていたが崩落の予兆は見られなかった．トンネルの地質は，半国結の砂岩であったため一気に崩壊が発生したと考えられている．
幸い人身事故はなかったが，建設省ではこの事故を受けて全国約6,000の道路トンネルの緊急点検を実施した．
その結果，約10%のトンネルで軸方向の5m以上のクラックがあることが判明した．この崩壊も一つの契機となって，道路トンネルについては1993年に「道路トンネル維持管理便覧」（以下「便覧」と呼ぶ）が発行されトンネル維持管理の手法が確立された．
鉄道トンネルについては，鉄道総合技術研究所から一連のマニュアルが発行されている．
発電用水路トンネルの検査は，狭隘かつ長距離の水路内での作業となるのが特徴であり，「水路トンネル覆工および背面探査システム」，「水路トンネル内面クラック探査システム」，「水路トンネル内部水垢除去装置」などの検査機械を開発して検査を短時間で高い信頼度で行えるようになっている．
また，旧日本道路公団では，1998年の設計要領第三集の改訂で，「トンネル本体工保全編[変状対策]」を制定し，以後，随時改訂を行っている．
2001年に道路保全技術センターから発行された「道路トンネル点検・補修の手引き【近畿地方整備局版】」がある．このマニュアルでは，定期点検の体制，頻度について詳しく述べられているほか，点検・調査技術の高度化に重点を置いている．
道路保全技術センターは，2011年3月に解散している．
道路トンネルについては，平成51993）年11月に発行された「道路トンネル維持管理便覧」（日本道路協会）が，基本図書である．
同時に，建設時にその構造物の性能を設定し，この性能を維持するために補修や補強をどのようなタイミングで行うかを検討することも必要となる．この場合，構造物の置かれた環境に起因するリスク（例えば，海砂のコンクリートへの使用，海塩の飛来によるコンクリートや鋼構造物の劣化など）を予測したり，地震や水害あるいは地すべりや岩盤崩落と言った不測の外力によるリスクを予測することが求められる．
コンクリート構造物の劣化に関わる因子とそのメカニズムについては，中性化，塩害，凍害，アルカリ骨材反応，化学的侵食（二酸化炭素や酸類により耐力が低下する現象），疲労などについて，劣化機構，予測手法，性能照査がかなりの精度で可能となってきている．
メインテナンス工学にとっての重要な点は，それぞれの構造物の建設時およびその後の維持管理履歴のデータベースを整えることである．
土木学会，2004，社会基盤メインテナンス工学．東京大学出版会．
トンネル変状調査の一般的な流れは，JTA（日本トンネル技術協会）保守管理委員会（1998）やNEXCO設計要領第三集（2014）などに示されている．
ここでは，道路トンネルの変状調査を中心に述べる．
なお，鉄道トンネルの変状調査の特徴は，安全管理をきちんと行わなければ調査時に重大な事故を起こすということである．鉄道では多くの場合，活線（列車運行を確保した状態）での調査となるため，列車の運行を正確に把握し十分な時間を持って退避することや高電圧の送電線に絶対接触しないよう注意する必要がある．
トンネルそのものの変状現象や変状原因は道路トンネルと変わらない．
既設トンネルの変状調査の留意点は以下の通りである．
日常的な点検は各事業体で定期的に実施しており，変状が軽微で応急対策で間に合う場合には，調査・対策は必要ではない．ある程度変状が進行し通行にも支障がでてきた場合に応急対策を行いながら標準調査を行うことになる．
定期点検については，「平成14年4月 道路トンネル定期点検要領（案）」（国土交通省道路局国道課）および「平成13年7月 道路トンネル点検・補修の手引き[近畿地方整備局版]」（(財)道路保全技術センター）が参考になる．ここでは，初回点検とその後の点検の頻度，方法が具体的に述べられている．点検の柱は，目視と打音検査で，応急処置として危険なコンクリート覆工のたたき落としを行い，その後の調査・対策の必要性の判定を行う．
詳細調査は，標準調査である程度変状原因が明にしてさらに原因の特定と対策工の立案を目的として行うものであるので，トンネルの構造的欠陥（巻き厚不足や背面の空洞の存在，覆工コンクリートの強度試験，トンネルの断面形状）やトンネル周辺地山の応力状態（覆工等の応力，緩み深度確定，地すべりの有無）などについて調査を行う．
以上は標準的な調査手順であり，これに則って実際の調査は進められる．
実際の変状調査の手順は次のようになる．
(1) 既存資料の整理：
既存資料から，新設時の支保パターン，地質状況，湧水状況などを知ることができる．また，トンネル断面，インバート設置区間，補助工法の情報も重要である．
特に坑口付近ではインバートが設けてあるのにクラックが入っている場合には，かなり重傷と考えた方がよい．建設年代も重要で，NATM工法になる前の矢板工法で建設されたトンネルでは天端付近に数十ｃｍの空洞があるのは珍しくなく，この空洞が天端クラック発生の主原因となっていることが多い．
しかし，変状が著しい古いトンネルでは，これらの施工記録がほとんど残っていない．
(2) クラック展開図の作成：
注）エフロレッセンス：コンクリート中やトンネル周辺地山中の可溶成分が，水の移動によりコンクリートやモルタルの表面部分に析出すること，もしくはその析出物を言う（NEXCO設計要領第三集，2p による）．
(3)地表踏査：
(4)地形測量とトンネル内測量：
(5)クラック経時変化調査：
「便覧」でひび割れ簡易調査あるいは，ひび割れ形状変化調査とされているものである．
最も簡単な方法は，クラック展開図作成時にクラック先端をマークしておくだけでよい．意外にクラックは進行するものである．
スプリングライン付近から上部に連続性のあるクラックがある場合は，電気式クラックゲージを設置せざるを得ない．その場合は，クラック展開図をもとにクラックの発生原因を想定し重要で代表的なクラックに設置する．
クラックの進行性判定は，対策工の優先度に大きく影響する．当然，対策工法を検討する場合も大きな要素となる．進行しているのであればその原因をはっきりさせ力で対抗する必要がある．場合によっては，季節的な変動だけで変位が累積しない場合もある．
また，面導水工のように覆工表面を覆ってクラックの状態が見えなくなる工法では，クラックの開口度が進行している場合には採用に際して十分注意する．進行性の把握が必要と判断した場合は観測窓を設けておく．
(6) 内空変位経時変化調査：
一つ一つのクラックだけでなくトンネル覆工全体の変位を調査する場合がある．
トンネル新設時に行う内空変位測定の方法で行うことが出来る．内空変位測定は，従来はコンバージェンスメーター（ダイアルゲージと鋼製テープを組み合わせた高精度の巻き尺）で測定していたが，現在は標的をトンネル覆工表面に取り付け光波測量により三次元的に変位を求めることが出来る．
また，写真計測の手法を使ってトンネル全体の変位を測定することもできる．クラック自体の進展状況や幅の変化を計測する方法，ターゲットを設けてその変位を計測する方法などがある．
この調査は変状調査としては，あまり多く用いられないが，トンネル全体の変状の進行性を評価する場合には有効である．つまり，トンネルの一定区間が地すべりで移動している可能性がある場合などである．
(7) 覆工劣化調査：
特に，建設後，長年月を経過して覆工コンクリートが劣化している場合には，変状の主原因がコンクリートの劣化にある可能性が大きい．このような場合には，覆工コンクリートの劣化程度を調査する必要がある．
最も簡易な方法は，岩石ハンマーで覆工をたたいてその硬さをみることである．
また，シュミットハンマーによる強度試験も有効とされている．しかし，長年月経過した覆工コンクリートの表面には塩類が付着しており，正確な強度を表面をたたく方法で得ることは難しいことが多い．また，セメントが流出してジャンカが形成されている場合には，骨材の強度を測定していることになる．
したがって，コンクリートの劣化が主な変状原因と判断した場合は，コア抜きにより供試体を採取して強度試験および中性化試験を行う必要がある．
また，クラックが貫通しているかどうかの判定をする場合は，コア抜きでクラックを跨いで抜くことにより判定できる．
| 試料 | シュミットハンマーによる 推定強度① | 一軸圧縮強度試験② | ②÷① |
| 試料1 | 675kgf/cm2 | 270kgf/cm2 | 40% |
| 試料2 | 550kgf/cm2 | 225kgf/cm2 | 40% |
(8) 気象調査：
トンネルのクラックの挙動などは気温や降水量に影響されていることが多い．とりあえずは近くに気象観測点の気象データを収集する．
気温；日平均気温，日最高気温，日最低気温
降水量；日降水量
必要に応じて過去のデータも収集し，当該年の気象条件が異常かどうかの判断を行う．
寒冷地では凍結がトンネル変状の有力な原因となることがある．
その場合には，トンネル覆工背面の凍結深と気温を測定するのがよい．地中温度と気温とはかなりのタイムラグがあるので，春先にはやや長期に観測する必要がある．
凍結深の最も簡単な測定方法は凍結深度計を埋設し定期的に取り出して観測することである．何段かに分けてサーミスターを埋め込んで深度ごとの地温を測定する方法もある．この方法では地温勾配を得ることが出来る．
どの程度の精度で地中温度を得るかはやはり変状原因が何かによって異なってくる．クラック展開図にもとづく変状原因の推定が全ての出発点である．
以上が主として変状原因を推定するための調査である．これに対して，主として対策工を検討するための調査がある．
(9) 地形測量：
トンネル変状は，特に坑口付近に発生することが多い．
土被りが著しく大きい場合にはあまり意味がないが，最低，坑口付近だけでも地形測量と縦横断測量を行い地形とトンネルとの関係，特に偏圧地形かどうか，極端に側壁部の土被りが薄い区間がないかの検討を行っておく必要がある．
鉛直方向の土被りについては比較的見逃すことは少ないが，水平方向の土被りは横断測量をしてはじめて分かることがあるので注意を要する．
(10) 地山挙動調査：
トンネル周辺の地山の挙動を把握するための調査で，トンネル内，トンネル外でボーリングを行い，地中変位計，傾斜計，パイプひずみ計などを設置し，地山の挙動とクラックの挙動との関係を把握する．
ボーリング孔を利用して各種検層や現位置試験を実施するのは新設時の調査と同様である．特に変形係数は，重要な地山定数である．著しく変状が進んでいる場合には，粘着力および内部摩擦角が必要となってくる．
トンネル坑内からのボーリング調査は，覆工厚，覆工背面の空洞の有無，地山の緩み範囲を確認する．工夫をすればコア抜き機で覆工を含めて５ｍ程度の深度まではコアを採取することが出来る．ボアホールカメラにより亀裂の方向，開口度，性質を把握することも変状原因の推定に有用である．
補強対策としてロックボルトを打設する場合には，緩み範囲の把握が必要となってくる．まず，ボーリングのコア状況で推定し，地中変位計により確認するというのが一般的である．速度検層あるいは坑内弾性波探査も有効な方法である．また，コア状況から自穿孔ロックボルトでないと打設できないかどうかの判定も行える．
覆工背面の応力測定は，よほど変状が著しくかなり剛な構造で対抗しないと変状が収まらないと判断した場合には必要となる．ただし，ここで測定される応力はあくまでも測定時点からの応力増分である．
(11) 水質調査：
トンネルからの漏水が有害な役割をしている場合には，水質調査が必要となる．
漏水を舐めてみて舌に渋みを感じるようであればｐＨ４程度と考えてよく，すっぱみを感じるようであればｐＨ３以下と判断してよい．水質がおかしいと感じたならpHメーターで現場測定し，必要であれば室内水質試験を実施する．
(12)空洞調査：
覆工背面の空洞調査にはレーダー探査が有効である．レーダーでは覆工厚，背面の空洞，鋼製支保工あるいは鉄筋がある場合はその位置を把握することが出来る．
(13)地山試料試験：
地山試料試験としては，一般的な岩石試験と膨張性粘土があると判断した場合にはＸ線回折を行う．寒冷地ではシルト岩が分布する場合には凍上試験を行う必要がある．
地山試料試験；比重・吸水率試験，単位体積重量試験，一軸圧縮強度試験，圧裂引張試験，超音波伝播速度測定
（一軸圧縮試験では静弾性係数，静ポアソン比を求める）
特殊な試験；膨張圧試験（膨張量，膨張圧），凍上試験（凍上量，凍上圧）
覆工コンクリートについては中性化試験，一軸圧縮強度試験を実施する．
変状原因は多くの場合いくつかの原因が重複しているので，明確に変状原因を特定することは難しい．しかし，対策工立案のためには，主要な変状原因と付随する変状原因とを区別して推定し効率的，経済的な対策工とすることが肝心である．
様々な不確定要素があるが，対策工の規模，範囲を決定する重要な要素である．
| 変 状 原 因 | |
|---|---|
| 外 力 | 緩み土圧（主として鉛直圧，突発性の崩壊） |
| 偏土圧・斜面葡行 | |
| 地すべり | |
| 膨張性土圧 | |
| 支持力不足 | |
| 水圧・凍上圧 | |
| 材質劣化 | 経年変化 |
| 凍害 | |
| 塩害 | |
| 有害水（強酸性水） | |
| 使用材料・施工条件（セメントの水和熱による体積変化） | |
| 鋼材腐食（坑門や坑口付近） | |
| アルカリ骨材反応 | |
| 火災（覆工コンクリートが高熱になる） | |
| その他（排気ガス中の窒素酸化物による酸性水の生成など） | |
| 漏水 | 凍結によるクラックの開口と材質劣化 |
| その他 | |
| 背面の空洞 | |
| 巻き厚不足 | |
| インバートなし（長期的安定が保たれていない） | |
以下，各変状原因の特徴を述べる．
（1）主として鉛直圧による変状で天端付近のトンネル軸方向に開口クラックやアーチ肩部の水平または斜めのクラックが発達する．
（2）天端の突発的な崩壊（砂質系の地山で発生）
⇒古いトンネルでは天端に空洞があるのでこの空洞が拡大して鉛直荷重が作用しクラックが発生する．
⇒鉛直荷重が覆工に伝わるとスプリングライン付近に圧縮性クラックが発生する．また，変状が進むと覆工脚部が沈下し側溝が浮き上がることがある．
（1）側壁あるいはアーチ肩部に水平（トンネル縦断方向）クラックが発生する．
⇒鉛直方向の応力が卓越している場合には，天端に開口クラックが側壁に圧縮性クラック（圧挫）が発生するためである．一般には，側圧係数（＝側圧/鉛直圧）は0.2〜0.5くらいといわれておりトンネルは基本的に鉛直圧が卓越していると考えてよい．
⇒アーチ肩部のクラックは鉛直土圧が作用して肩部の覆工厚が薄い場合に発生しやすい．
（2）側壁の押し出しによる内空幅の縮小．天端の圧挫．盤ぶくれ（路盤，側溝の持ち上がり．インバートの変状）．
⇒これらの変状は凍上によっても生ずるし，膨潤性粘土を含む軟岩地山でも発生する．地山状況や気象状況を含めて検討する必要がある．
（1）地形的な偏圧部では斜面が葡行（クリープ）していることが多くこの作用がトンネルに影響する場合がある．
（2）山側アーチから部に水平（トンネル縦断方向）の開口クラック，食い違い．
（3）天端あるいはアーチ谷側に圧挫
（4）山側スプリングライン付近の食い違い
（5）断面軸の回転
（6）川側壁部に水平か意向亀裂が発生し，偏圧の始終点付近に斜めクラック
⇒偏圧が作用している場合は斜め方向の応力が卓越しているので山側アーチ肩部に開口性クラックが発生する．
⇒トンネル断面全体がゆがんでいることもある．断面測量をすることにより偏圧の有無を確認できる．
⇒トンネルの土被りが十分ある区間から次第に土被りの薄い偏圧区間に移行するとトンネル断面がねじれるような応力を受ける．
基本的には偏圧・斜面葡行の場合と同様のクラックが発生するが，すべり面がトンネルと交差する場合は，交差付近でせんだん破壊が生じ水平，横断，斜めなどの雑多なクラックや食い違い，剥離が発生する．
また，トンネル全体が移動し通り狂いが発生する．
⇒地すべりの滑動力は非常に強大であり，一度活動をはじめた地すべりをトンネル内から抑止することは不可能である．
スプリングライン付近の継ぎ目やクラックから漏水が増加し場合によっては排水溝から土砂が流入する．
⇒水圧が大きい場合には内空断面が縮小する．寒冷地では氷柱によりクラックが拡大し覆工コンクリートの劣化が進行する．
トンネル横断方向のクラックが発生するのが特徴である．支持力不足区間の始・終点では側壁に斜めクラックが分布することがある．路盤までクラックが連続しているかどうか注意する必要がある．
坑口ではトンネル全体が沈下し坑口に向かって天端沈下が著しくなる．
⇒トンネル天端の縦断測量で明瞭に沈下が現れる．
水が集中している部分に圧力が働きクラックが発生するので不規則であるが，路盤の盤ぶくれ，側壁の押し出しなどが特徴である．
材質劣化に関しては，コア抜きによる各種試験を実施する必要がある．クラック展開図作成の段階で覆工壁面の観察から特に劣化が著しい区間を特定しておく．
また，クラックの形態から施工不良の原因を推定することが出来る．
トンネルの材質劣化は覆工コンクリートの劣化が大きな要因となる．トンネル背後の地山が酸性水などを含んでいて，それによりロックボルトや鋼製支保工が腐食して覆工コンクリートが劣化することも考えられるが，基本的には覆工表面から劣化が進行する．
コンクリートの経年劣化は避けられない．代表的な要因として，中性化，塩害，凍害，アルカリ骨材反応，化学的侵食，疲労がある（「社会基盤メインテナンス工学」より）．
中性化は空気中のに酸化炭素がコンクリート中の細孔に進入し炭酸イオンあるいは重炭酸イオンが形成される．これらのイオンとカルシウムとが反応し炭酸カルシウムが生成する．この炭酸化により細孔中の溶液のpHが低下すると同時に細孔構造が変化しコンクリートの強度が低下する．
pHが低下し鋼材が腐食し始めると体積増加によりひび割れが発生し劣化が加速される．トンネルの場合，覆工が中性化して鋼製支保工が腐食すると劣化が加速すると考えられる．
中性化による劣化速度の予測や性能照査については理論的には明らかになりつつあるが，現状の技術レベルでは定量的な性能評価は困難なことが多く半定量的な評価を行っている（土木学会，「コンクリート標準示方［維持管理編］，同［施工編］」など参照）．
アルカリ骨材反応とは次のような現象である．
（1）アルカリ骨材反応は，アルカリ・シリカ反応，アルカリ・シリケート反応，アルカリ炭酸塩岩反応の３つに分類されるが，日本ではアルカリ・シリカ反応が最も事例が多い．
この反応の機構は，骨材に含まれる反応性のシリカ鉱物とセメントから供給される水酸化アルカリが水の存在のもとで反応してアルカリ・シリカゲルを形成する．このアルカリ・シリカゲルが吸水して膨張圧でコンクリートにひび割れを発生させる．ひび割れは進行性である．
（2）ひびわれの形態は次のような特徴がある．
無筋構造物やRC構造物でも鉄筋による拘束の影響が少ないものでは亀甲状のひび割れが発生する．RC構造物では鉄筋に沿ったひび割れが発生する．ひび割れからゲルの浸出が伴っていることが多い．
（3）アルカリ・シリカ反応を起こす骨材中の反応性成分としては，オパール，クリストバライト，トリディマイト，火山ガラス，玉随，潜晶質石英など結晶していない水を含んだシリカである．
岩石としては安山岩，凝灰岩，チャート，粘板岩，砂岩などである．また，玄武岩も問題となる．
（1）植物の炭酸同化作用やバクテリアによる生物体の分解によって発生した炭酸ガスが水の中に溶存したままになっている地下水．
（2）植物の以外などの不完全な分解によって生じた腐植酸を含む水．
（3）火山岩地帯にいられる強酸性の温泉水や鉱床を伝わって湧出する地下水．
凍害によるコンクリートのクラックの特徴は，セメント硬化体の膨張により亀甲状に発生することで，一度クラックが発生すると凍結融解の繰り返しにより次第に深部に及び剥離する．
凍結圧の機構は次のように考えられている．
コンクリートに含まれる水が凍結して膨張すると約９％の体積膨張を生ずる．コンクリート内部の空隙よりも水の自由膨張量が大きくコンクリートの引張強度（=16kgf/cm2）より水の膨張圧が大きくなると，ひび割れ（クラック）が発生する．
このような凍結によるコンクリートの劣化は−２℃程度では進行せず，−５℃を下回ると著しくなる．水の膨張圧は圧力と温度によって異なるために一概に言えないようであるが，鉛直の埋設管を持ち上げる力に対抗する力を凍着凍上力といい，実験によれば約2kgf/cm2であったという．
水の膨張圧は圧力に関係しているため剛な支保構造で対抗させて凍結しようとする水の周辺の圧力が高くなると凍結しにくくなるようである．
凍害の進行予測手法は確立されていない．性能評価も外観目視結果にもとづく半定量的な評価手法となっている．
塩害は海岸部に建設されたトンネルで問題となる．
塩害の発生原因は海岸部のトンネル覆工表面に海水中の塩素イオンや硫酸イオンが付着してセメント類と反応する場合とコンクリートの材料である砂の中に塩類が混入している場合とがある．
海水中のに溶存しているイオンのうちコンクリートの劣化に影響するのは濃度が高い塩素イオンである．塩素イオンはセメント水和物である水酸化カルシウムと反応して塩化カルシウムなどの劣化生成物を生成する．この劣化生成物はコンクリートを多孔質化させたり膨張させたりして表面の剥離，ひび割れ発生などの原因となる．
また，海水中の硫酸イオンも水酸化カルシウムの反応して石膏などを形成してひび割れの原因となる．また，塩素イオンや硫酸イオンはコンクリート中の鋼材の表面に錆層を形成し被りコンクリートに鋼材に沿ったひび割れを発生させる．錆の体積は鉄の2.5倍，場合によっては６〜７倍となる．
このような海水中の有害成分は，海水中に溶存する成分は海から飛来してくる海塩粒子によりもたらされたり海底トンネルのように地下水によってもたらされる場合（外的塩害）と除塩不足の海砂使用や塩化カルシウム系混和剤の不適切な使用による場合（内的塩害）とがある．
その他の原因としては，主に施工不良や支保パターン選定やインバート設置の判断ミスなどがあるが，これらはあまり表に出てこない．
背面の空隙や巻厚不足は，最近のＮＡＴＭで建設されたトンネルでは比較的少ないが，矢板工法で施工されたトンネルでは天端に空隙が出来るのは施工技術上やむをえないところであった．また，矢板を鋼製支保工と地山の間に設置するために，覆工打設時にコンクリートが十分回らずに巻厚不足が発生した．
インバートに関するトラブルは現在でもかなりある．これは，基本的には膨潤性地山の判定の問題で，掘削時には乾燥していて変位もあまり大きくなくインバートを省略したが，次第に水が回ってきて土砂化したことが原因である．水が着いた場合の強度を十分考慮する必要がある．また，インバートの厚さや曲率が不適切でインバートの変状が発生することもある（上越自動車道日暮山トンネルなど）．
トンネルは円形とするのが最も力学的には安定しているのであるが，掘削土量が多くなるために現在のような半円断面またはインバートの曲率を大きく（直線に近く）して土量を少なくしている．
旧日本道路公団での施工実績から，インバートを設置しなかったために変状が発生したトンネルの82%が膨圧と塑性破壊となっている．
また，変状の発現時間は施工後３ヶ月以内が51%を占めている．当初水が付いていなかったためにインバートを設置しなかったが，トンネル背面に浸み出した水により膨潤性地山が土砂化したことが大きな原因となっていると推定される．
インバート設置の基準は定性的であるが，地山強度比と浸水後の地山の強度が問題となるので，インバート背面の試料採取を行い自然含水状態と飽和状態での一軸圧縮強度を得ておくことが有効である．
ただし，膨張性地山では飽和状態まで試料が自立しないので，三軸圧縮試験を行う必要がある．
健全度評価は「道路トンネル維持管理便覧」（日本道路協会，1993），「設計要領第三集 トンネル本体工保全編（変状対策）」（NEXCO，2014年7月），「トンネル補強・補修マニュアル」（鉄道総合技術研究所，2007）に詳細に述べられている．
また，「コンクリートのひびわれ調査、補修・補強指針」（日本コンクリート工学会，2013）には，ひびわれの幅についての詳しい判定基準が示されている．
詳しい健全度判定はこれらを参考にして欲しい．
平成25年から26年にかけて構造物点検の要領が幾つか出された．
平成25年2月 総点検実施要領（案） 【道路トンネル編】．国土交通省道路局．
平成25年2月 総点検実施要領（案） 【道路トンネル編】 （参考資料）．国土交通省道路局．
平成26年6月 道路トンネル定期点検要領．国土交通省道路局．
平成26年6月 道路トンネル定期点検要領．国土交通省道路局 道路局 国道・防災課．
平成26年6月の「道路トンネル定期点検要領」は，国交省道路局名のもの（全50ページ）と国交省道路局国道・防災課名のもの（全75ページ）とがある．
これらの点検は，次のように定められている．
| 平成14年トンネル点検結果判定 （国土交通省道路局 国道課，27p） | 平成26年トンネル点検対策区分の判定 (国土交通省 国道・防災課，30p) | ||
| S | 変状はないか，あっても軽微で応急対策や標準調査の必要ない場合 ⇒点検表の作成 | I | 利用者に対して影響が及ぶ可能性がないため，措置の必要としない状態 |
| B | 変状があり，応急対策は必要としないが補修･補強対策の要否を検討する標準調査が必要な場合 ⇒標準調査の実施 | IIb | 将来的に，利用者に対して影響が及ぶ可能性があるため，監視を必要とする状態 |
| IIa | 将来的に，利用者に対して影響が及ぶ可能性があるため，重点的な監視を行い，予防保全の観点から計画的に対策を必要とする状態 | ||
| III | 早晩，利用者に対して影響が及ぶ可能性が高いため，早期に対策を講じる必要がある状態 | ||
| A | 変状が著しく通行車両の安全を確保できないと判断され，応急対策を実施した上で補修･補強対策の要否を検討する標準調査が必要な場合 ⇒応急対策および標準調査の実施 | IV | 利用者に対して影響が及ぶ可能性が高いため，緊急に対策を講じる必要がある状態 |
以下に，これまで行ってきた変状対策調査でのポイントとなる点について列記する．
具体的な対策工については，諸々の文献を参照されたい．
（2015年4月15日修正）