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人工地层冻结法是利用人工制冷技术，在设置于地层中的冻结管内循环低温冷媒剂(盐水或液氮)，吸收地层热量，使地层中的水结冰，把天然岩土变成冻土，同时在地下工程周边形成连续的冻结壁，以抵抗岩土压力，并隔绝地下水与地下工程的联系，然后在冻结壁的保护下进行地下工程施工的一种特殊地层加固技术。地铁联络通道(旁通道)主要用于地铁运营中上、下行隧道间的安全通道和隧道的集、排水，为地铁隧道施工过程中的最后一道工序。在富水软土层中，联络通道的施工技术难度大、风险高，因而一般采用人工水平冻结法施工。在我国上海地铁建设过程中，据不完全统计，98%的联络通道以及全部越江隧道的联络通道均采用水平冻结法施工。另外，水平冻结法也在我国北京、广州和南京等城市的地铁联络通道施工中得到了大范围应用。人工地层冻结温度场是一个有相变、移动边界、内热源以及边界条件复杂的瞬态导热问题，其精确求解过程较为复杂，需要利用有限元分析软件进行求解。
在地铁联络通道冻结法施工中，均需在冻结区域布设测温孔，冻结施工中可根据测温孔内的测点温度数据实时反演冻结温度场，某特定时刻的冻结温度场分布规律和冻结锋面位置均可由稳态温度场计算方法近似得到，但这不便于冻结施工前的瞬态冻结温度场预测分析。地层冻结温度场的预测分析可提前判断冻结壁的发展状况和评定冻结方案的合理性，进而科学地指导工程施工。地铁隧道联络通道水平冻结法施工中的冻结管群通常设计为倾斜放射状，并不是严格意义上的水平冻结，即沿联络通道轴向上各个断面的冻结管布置形式和位置都是不同的。但现行对地铁联络通道冻结温度场的分析大都简化为平面问题，难以反映实际情况。为此，本文以上海地铁13号线某区间联络通道冻结法施工为工程背景，建立三维有限元计算模型，对该联络通道积极冻结期的地层三维冻结温度场分布规律进行分析。
上海市地铁13号线某区间联络通道所在位置的盾构区间隧道内径为Ф5.5 m，管片厚度为0.35m，上行线隧道中心标高为-21.104 m，下行线隧道中心标高为-20.967 m，地面标高为+2.92 m，两隧道中心距离为14.416m。
该联络通道由与隧道管片相连的喇叭口、水平通道和泵站构成。其中通道和喇叭口为直墙圆拱型结构，泵站为矩型结构，均采用二次支护方式。所有初期支护层厚度为200 mm，采用型钢架结合素喷C25早强混凝土。二次支护结构层采用现浇钢筋混凝土，混凝土强度等级为C40，抗渗等级为S10，通道及泵站结构层厚450 mm，喇叭口结构层拱顶、底板厚700 mm，两侧墙厚750 mm。结构层与初期支护层之间采用EVA防水板进行防水。
联络通道及泵站施工所处地层由上至下为⑤1-1黏土层、⑤1-2粉质黏土层、⑥粉质黏土层、⑦1砂质粉土层组成。其中黏土层为高含水量、高压缩性、低强度、低渗透性的饱和软黏性土，具有较高的灵敏度和触变特性，在动力作用下极易破坏土体结构，使土体强度骤然降低，易造成开挖面的失稳；粉质黏土层较黏土层土质佳，但强度仍然较低，其在外力作用下易呈现流变特性；砂质粉土层含水量高，施工中极易造成涌水冒砂。
依据上述地层特点，该联络通道决定采用“隧道内钻孔、临时冻结加固土体、矿山法暗挖构筑”的施工方案，即在隧道内利用水平孔、倾斜孔和冷冻排管冻结加固地层，使联络通道及泵站外围土体冻结，形成强度高、封闭性好的冻土帷幕。
