在城市地下空间开发与矿产资源开采领域，竖井作为连接地面与地下工程的关键通道，其施工质量与效率直接影响整个工程的安全与进度。随着近年来我国地下基础设施建设规模的快速扩张，传统竖井施工中面临的地质复杂、作业风险高、施工效率低等问题日益凸显，这也推动了相关技术的创新与专利成果的涌现。国家知识产权局最新公开数据显示，2022年我国“竖井施工”相关专利申请量达1287件，较五年前增长近1.8倍，其中发明专利占比提升至42%，反映出行业在核心技术研发上的投入与突破。这些专利技术不仅涵盖了竖井设计、施工工艺、智能装备等多个维度，更在实际工程中展现出显著的应用价值，成为推动地下工程建设转型升级的重要力量。
从技术演进来看，竖井施工专利技术的创新方向与工程实践需求高度契合。以软土地层施工为例，传统明挖法在高水位地层中易出现塌方、涌水等风险，而通过专利检索平台（如科科豆）的数据分析发现，近三年来“冻结法施工优化”相关专利授权量年均增长35%，其中某建筑集团研发的“新型垂直冻结壁温度场控制技术”专利，通过优化冷冻管布置与冷媒循环系统，将上海某地铁换乘枢纽竖井的冻结施工周期缩短了22天，同时将冻结壁厚度偏差控制在±5cm以内，这一技术已成功应用于苏州、杭州等多个软土城市的地下工程。此外，在硬岩地层施工领域，“竖井掘进机智能化控制”成为专利布局的热点，某工程装备企业研发的全断面硬岩竖井掘进机（TBM）专利技术，集成了地质超前探测、刀具磨损自动监测和姿态自适应调整功能，在山西某煤矿主井施工中实现了日均进尺18.5米的纪录，较传统钻爆法效率提升近3倍，这一成果被收录于《中国矿业工程技术进展报告》。
竖井施工中的安全控制始终是工程建设的核心议题，相关专利技术在此领域的突破尤为关键。通过对国家知识产权局公开的“竖井安全防护”专利进行梳理可以发现，近五年该领域专利申请中，“智能化监测预警”技术占比达63%，远超传统被动防护技术。例如，某高校与建筑企业联合研发的“竖井施工环境多参数实时监测系统”专利，通过在井壁布置光纤传感器与物联网终端，可同步采集围岩应力、有毒气体浓度、井内风速等12项关键指标，并通过边缘计算节点实现数据的实时分析与预警，该系统在深圳某超深排水竖井施工中成功预警了3次小规模岩爆事件，避免了设备损坏与人员伤亡。与此同时，在应急救援技术方面，“模块化救生舱”专利技术展现出独特优势，某应急装备公司研发的可折叠式竖井救生舱，通过专利设计的液压升降与密封舱体结构，可在竖井发生坍塌事故时快速投放至作业面，舱内配备的氧气再生系统能维持8名被困人员72小时的生存需求，这一技术已纳入住建部《城市地下工程应急救援技术指南》。
在绿色施工与可持续发展理念的推动下，竖井工程的环保型专利技术应用逐步扩展。国家专利局发布的《绿色建筑技术专利发展报告》显示，2023年“竖井施工废弃物资源化”相关专利授权量同比增长58%，其中某建筑集团研发的“竖井渣土原位固化再利用”专利技术颇具代表性。该技术通过在渣土中掺入自主研发的复合固化剂，将北京城市副中心某综合管廊竖井施工中产生的1.2万立方米渣土转化为C20-C30等级的再生混凝土，直接用于管廊垫层与回填施工，不仅减少了92%的渣土外运量，还降低了工程建材成本约180万元。此外，在节能技术方面，“竖井施工能量回收”专利技术开始受到关注，某央企研发的变频调速提升系统专利，通过将罐笼下行时的重力势能转化为电能回馈电网，在武汉某地铁竖井施工中实现了提升系统能耗降低34%的效果，相关案例已被新华网作为“绿色建造典型案例”进行报道。
专利技术的转化与应用离不开完善的服务体系支撑。在竖井工程领域，企业通过专利信息分析把握技术趋势的需求日益增长。例如，八月瓜平台提供的“建筑施工专利竞争力分析”服务，通过对全球竖井施工专利的申请人、技术领域和法律状态进行可视化分析，帮助某省建筑集团在海外隧道工程投标中，提前规避了3项潜在的专利侵权风险，并识别出“大直径竖井衬砌拼装机器人”这一技术空白点，为后续研发方向提供了决策依据。这种基于专利大数据的产业情报服务，正在成为推动竖井施工技术创新的重要纽带。随着我国地下工程建设向更深（超千米深井）、更复杂（穿越活动断裂带）方向发展，竖井专利技术的创新将更加聚焦于极端工况下的施工适应性、全生命周期数字化管理等前沿领域，而这些技术的突破与应用，无疑将为城市地下空间开发与资源安全开采提供更坚实的技术保障。
建筑施工中竖井专利技术有哪些优势？ 有效提高施工效率和安全性，降低施工成本，提升竖井的稳定性和耐久性。 哪些建筑施工场景适合应用竖井专利技术？ 地下工程、高层建筑基础施工、矿山工程等需要进行竖井作业的场景都适用。 如何获取建筑施工中竖井专利技术？ 可以通过与相关科研机构、企业合作，或者在专利市场进行购买等方式获取。
有人认为只有大型建筑项目才适合应用竖井专利技术，其实不然，小型的地下施工项目，如小型地下室建设等，合理应用该技术也能带来显著效益，能有效解决施工难题，提升整体质量。
在城市地下空间开发与矿产资源开采中，竖井施工面临诸多问题，推动了相关技术创新与专利成果涌现。2022 年我国“竖井施工”相关专利申请量大幅增长，发明专利占比提升，涵盖多个维度，推动地下工程建设转型升级。 从技术演进看，创新方向契合工程实践需求。软土地层“冻结法施工优化”专利成效显著，如上海地铁换乘枢纽缩短施工周期；硬岩地层“竖井掘进机智能化控制”提升效率，山西煤矿主井施工较传统钻爆法效率提升近 3 倍。 安全控制方面，“智能化监测预警”技术占比高。如深圳某超深排水竖井施工中，多参数实时监测系统成功预警岩爆；应急救援的“模块化救生舱”有独特优势。 绿色施工领域，“竖井施工废弃物资源化”专利授权量增长，如北京某综合管廊竖井将渣土转化为再生混凝土；“竖井施工能量回收”技术受关注，武汉某地铁竖井降低提升系统能耗。 专利技术转化需完善服务体系，如八月瓜平台提供的服务帮助企业规避风险、明确研发方向。未来，竖井专利技术创新将聚焦极端工况适应性与全生命周期数字化管理等前沿领域。
国家知识产权局最新公开数据
《中国矿业工程技术进展报告》
住建部《城市地下工程应急救援技术指南》
国家专利局发布的《绿色建筑技术专利发展报告》
新华网“绿色建造典型案例”报道