近年来盾构技术快速发展, 盾构隧道施工具有自动化程度高、掘进速度快等优点, 但依然不可避免施工过程中对周围地质的扰动, 严重情况下可能会诱使地层中大量流沙灌入地下空间, 导致地面表层的大面积沉降和房屋均倒塌破坏, 形成极其恶劣的社会影响和巨大的经济损失.

因此为了避免盾构施工中上述灾难性事故的发生, 针对盾构隧道开挖面稳定性的影响, 国内外大量学者进行了研究, 并取得了一定的成效.Li等[1]印证泥水盾构在饱和软黏土不排水条件下, 由泥水容重所引起的支护压力不均匀对隧道开挖面稳定性有很大影响; Berthoz等[2]借助隧道等比例模型研究了开挖面的稳定性, 并对不同的隧道开挖方式, 给出各区域的不稳定概率分布情况; Alcantara等[3]研究表明在静水液压状态下, 盾构隧道开挖面上半区域失稳概率大; 徐明等[4]对盾构施工在砂土地层中的开挖面稳定性进行三维数值分析, 探讨土体内摩擦角和开挖面支护压力分布对预测隧道开挖面稳定的重要性; 刘维等[5]研究表明:盾构直径和渗流作用对开挖面稳定性影响显著, 其中渗流因素影响随着地下水位的提高而增大; 任跃勤[6]研究了在富水砂卵石地层中盾构隧道开挖面稳定性的影响因素, 提出了超前预加固的改进措施; 徐佳伟[7]对软黏土地层盾构开挖面的变形机理和稳定性进行研究, 提出了针对极限支护力的施工参考范围; 袁大军等[8]分析了泥膜、刀盘以及泥水压力对隧道开挖面稳定性的影响; 谢晓锋等[9]基于深埋盾构隧道, 提出了孔隙水压力系数、地下水位高度对开挖面稳定性的影响.

然而, 国内外研究主要集中于开挖稳定性机理, 着重于对单个或少数几个影响因素的分析.但在实际中, 往往是从设计施工方案、地质勘探再到设计、施工扰动这一过程决定了开挖面的稳定性, 而不是由单方面因素决定的; 并且在既有的研究中, 关于岩溶-侵蚀耦合作用下的地质条件鲜见, 在《岩溶学词典》中岩溶-侵蚀作用的定义为:水对可溶性岩石(碳酸盐岩、硫酸盐岩等)的化学溶蚀、机械侵蚀、物质迁移和再沉积的综合地质作用.

通过地质勘探等手段查明, 衡阳合江套地区地层中有可溶性盐赋存, 尤其在K4+150~K4+400里程桩号段的钻孔中钻到溶蚀空洞, 其洞高2.30~9.30 m不等, 而且该地区地下水以及土层中含有浓度较高的腐蚀性离子, 因此可以判定该地区为典型的岩溶-侵蚀地质作用区.