在运用盾构机对洞门进行掘进时,很容易造成土体失稳、坍塌,对盾构进出洞的土体进行加固是非常关键的,这也保证了施工人员的安全和工程进度。人工冻结技术很好的起到了地层加固作用。本文首先研究了冻土的组成、冻土的形成过程以及冻土形成过程中受哪些因素的影响,然后通过对温度场的简化,建立温度场的数学模型,从理论上研究了冻土温度场的温度分布规律以及怎样求解冻结壁的平均温度和降温区的温度,接着研究了冻土的热物理性质和力学性质。然后结合杭州地铁三号线工程复兴路站~南星桥站区间的盾构进洞端头井冻结加固工程实例,利用大型有限元软件ANSYS进行温度场模拟,详细的研究了盾构进洞地基局部垂直冻结法施工温度场和冻结壁的发展规律,主要包括冻结帷幕在冻结多久后交圈、冻结效果和冻结帷幕的平均温度。通过对各个测温孔测温点的数据分析,发现在冻结初期,土体温度迅速下降,当冻结时间达到14天时,冻结帷幕完成交圈,随着时间的推移,冻结帷幕的温度也越来越低,经过积极冻结期后,冻结帷幕的厚度已达到3.2m,平均温度低于-15℃。吸取以往冻结法施工的成功经验,对钻孔施工、冻结施工、冻结管拔除技术和盾构破壁及进洞进行了系统深入的研究,这些关键技术对实际施工起到很好的指导作用,能有效的防止工程事故的发生。在冻结施工过程中,土体会出现冻胀融沉现象,地表总体趋势可概括为先下沉后上升再下沉,但整个冻结期间沉降量得到了有效的控制,其变化量较小,基本趋于稳定。最后通过1号和3号测温孔模拟结果和现场实测结果进行对比,发现模拟结果和实测结果相差不大,表明数值模拟得到的结果可较为真实地反映工程实际情况,对类似的工程研究有一定的参考价值。