新疆煤制气外输管道广西支干线潇水盾构穿越段位于湖南省永州市岩溶发育区，采用泥水平衡盾构技术穿越强发育岩溶地层（喀斯特地貌）。针对隧道周边分布的4个异质性溶洞（全填充、半填充及未填充），基于ZK11典型断面构建三维流固耦合数值模型，系统研究溶洞空间分布对围岩稳定性的影响机制及注浆加固效果。研究表明：未处理工况中，溶洞1、溶洞2与隧道间岩板塑性区贯通，导致最大沉降0.49 mm、管片应力峰值1.76 MPa；采用水泥砂浆加固后，地层最大沉降降低22.4%（0.38 mm），管片应力降幅达4.6%~8.2%，塑性区体积缩减58.7%。研究成果揭示了岩溶区盾构隧道围岩渐进破坏规律，提出了基于塑性区贯通临界条件的溶洞处治阈值，为潇水隧道施工及类似工程风险防控提供了流固耦合分析方法与工艺优化依据。