当今社会，城市用地不能满足日益增长的城市人口需求的矛盾越来越激烈，解决这一问题已成为城市可持续发展刻不容缓事情，人们把发展战略投向了高空和地下，地铁作为一种高效的现代化交通方式，能够有效的解决城市拥堵问题，因此各大城市地铁工程雨后春笋般的出现。而人工地层水平冻结法作为一种加固土层的辅助施工法，以其自身独特的优越性越来越多的被采用。但是，采用人工冻结法施工时存在的诸多问题也引起了大家的关注，例如：冻结壁温度和积极冻结时间的控制，土层的冻胀融沉问题等。因此，对地铁隧道人工冻结法施工进行数值模拟分析有着重要的意义。本文先详细介绍了人工冻土的物理力学特性、人工冻结法施工原理和冻结壁厚度和冻结参数设计的一般原理和设计方法。然后以广州市地铁三号线天河客运站折返线隧道工程为依托，利用有限元软件ANSYS数值模拟方法，对积极冻结期冻结壁温度场以及维护冻结期隧道开挖施工进行分析研究。通过数值分析得到：在积极冻结期，冻结壁温度场的发展规律，冻结管周围土体温度随时间变化规律，以及土体冻胀位移规律；在维护冻结期，根据隧道开挖过程中围岩、冻结壁的应力、位移以及支护结构内力，判断冻结壁设计厚度可靠性。