本文以高海拔寒冷地区隧道——巴朗山隧道工程为依托,围绕隧道围岩温度场分布规律和保温层设计参数为主题,以热学分析为理论基础,通过室内试验、理论分析、数值模拟等方法,模拟研究了高海拔寒冷地区隧道温度场分布规律,并为隧道保温层设计提供合理的参数。具体来讲,主要包括以下几个方面。(1)模拟隧址区地温的初始温度场,为隧道开挖后的围岩温度场模拟提供边界条件。得出隧道围岩在开挖前,地层恒温带以下的隧道围岩的最低温度为4.6035℃,里程为K97+730；隧道围岩的最高温度为15.254℃,里程为K102+23。(2)利用钻孔测得的岩温数据来检验数值模拟可靠性和精确性,得出数值模拟计算具有较高的可靠性和精确性。(3)采用二维瞬态传热计算方法,模拟极端最低气温条件下距离隧道进口10m处隧道围岩的冻结深度。随着计算时间的增加隧道围岩冻结深度增大。(4)为了保证数值模拟计算的结果应用到工程上有足够的安全性,本文模拟分析了极端最低气温条件下计算时间30天隧道围岩的保温层设计参数。研究结果表明：距离隧道进口端10m处的二衬表面,当敷设5cm厚的硅酸铝纤维保温板时,可以有效的防止隧道衬砌及围岩产生冻害。