試刀山隧道於1996年建成並投入使用，左、右隧道淨寬10米，原設計為雙向四車道通行。近年來，由於交通量增加迅猛，特別是重大節假日期間，車流量更是持續高位運行，平均日交通流量突破6萬輛，超過設計標準近6倍，“瓶頸”現象日益凸顯。此外，該隧道與今年上半年即將建成的京福高鐵僅相距240米，為減少日後隧道擴建爆破對鐵路運營安全的影響，因此提前改擴建。
據安徽省交通控股集團改擴建辦公室負責人介紹，蕪合高速試刀山隧道應急工程採用兩側分離加寬方案，即在兩座原隧道外側各新建一座雙車道隧道，並同步建設兩端部分接線工程，總長約3.35公里，估算投資約4.94億元。其中，往蕪湖方向的新建隧道長1.08公里，兩端接線長2.27公里；往合肥方向的新建隧道長1.06公里，兩端接線長2.29公里。兩座新建隧道淨寬均為11.5米、淨高均為5米，兩端接線路基寬為13.25米。新建路段設計速度也將由原先100公里/小時提升到120公里/小時。
2016年6月8日16時，隨著隧道右線一聲炮響，中鐵二十三局三公司承建的合蕪高速試刀山隧道應急工程01標，合蕪改擴建試刀山隧道實現全線順利貫通，試刀山隧道從2015年4月29日破土動工，歷時407天，比計畫工期提前22天實現安全順利貫通。
