新型井蓋防墜網防脫落掛鉤研發與應用

創造單位：廣州科學城排水管理有限公司

主創人：梁冠華

創造人：李仲鍔 劉柏榮 溫紫泉 李遜忠

一、前言

作為排水設施專業運維公司，廣州科學城排水管理有限公司主要負責廣州市黃埔區、廣州開發區約330平方公里范圍內排水設施的運維管養、排水技術服務支持、城市內澇市政布防搶險等工作。

一直以來，作為城市基礎設施的重要組成部分，井蓋遍布在城市街頭巷尾。近年來，我國井蓋安全事故時有發生，致使行人跌落井內受傷，甚至失去生命。究其原因，主要是受行駛車輛、清疏作業等因素的影響，許多井蓋下布設的安全防墜網因掛鉤松動而脫落，出現安全隱患。

針對這一情況，廣州科學城排水管理有限公司秉承“小井蓋、大民生”的管理理念，以問題為導向，組織技術骨干開展新型防脫落掛鉤的研發工作，在有效解決掛鉤易損壞、易脫落問題的同時，確保了行人出行安全。

二、研發背景

（一）井蓋關乎市政民生，必須上好“第二道保險”

井蓋作為城市基礎設施的重要組成部分，既扮演連接地下管道與地面的重要角色，也發揮著重要的防護作用。隨著城市化進程的加速發展，城市基礎設施建設和維護變得愈發重要。凡是建設自來水、電信、電力、燃氣、熱力、消防、環衛、雨污排水等公用管線設施以及檢查井均需安裝井蓋。這些公用設施井和檢查井主要依附市政道路布設，每天承受交通車輛高頻次、大重力碾壓，其安全狀況關乎城市管理水平和行人、行車的安全。（如圖1所示）

圖1 雨污井蓋運維圖景

圖2 常用掛鉤類型

圖3 新型防脫落掛鉤研發過程

作為公共排水管網日常運行養護的重要設施，雨污井蓋是最常見的井蓋類型。如果缺乏安全有效的掛鉤掛網，很可能會出現人員墜井等重大安全事故。因此，必須在這些井蓋內配備安全有效的掛鉤掛網，為廣大市民出行，上好“第二道保險”。

（二）井蓋長期服役，亟須消除井蓋安全隱患

目前，廣州市黃埔區布設的雨污井蓋超過了13萬個。這些井蓋的生產廠家、產品型號繁多，且分布狀況復雜，使用時間長。因此，機動車輛通過時，所產生的沖擊、震動有可能導致螺栓脫落，使得雨水井蓋跳動或者翻開，進而引發交通事故。

目前，市面上存在膨脹螺絲掛鉤、扎帶、登山鉤等7類不同類型的傳統掛鉤，該類掛鉤規格不一，承重能力參差不齊，牢固性無法得到保障；其次，這類傳統掛鉤體積較大，在日常施工或養護過程中，設備容易碰觸到掛鉤，間接導致掛鉤脫落或者損壞。此外，當大雨天氣井內水位上漲時，傳統掛鉤上端存在缺口，反作用力會使掛網從掛鉤脫落。

鑒于此，為了消除因井蓋破損、移位、缺失出現的“城市陷阱”，公司亟須研發更堅固、更耐久的新型井蓋防墜網防脫落掛鉤，切實守護市民出行安全。

三、研發過程

為進一步加強井蓋安全管理，強化城市運行安全保障，有效防范事故發生，公司董事長牽頭成立了井蓋防墜網防脫落專項小組，以研究優化防脫落掛鉤為目標，利用養護排水設施信息化軟件（內含管轄區域的所有設施信息，包括雨、污管道、井蓋、泵閘站、排水戶、工地等），對井蓋進行分類匯總，梳理出7種常用的掛鉤類型。（如圖2所示）

在此基礎上，針對掛鉤易損壞、易脫落的問題，專項小組成員多渠道探索，通過改變掛鉤材料、體積、形狀等工藝開始畫模建模。

研發之初，研發人員首先嘗試減小限位件體積。然而，這種方式無法保持掛鉤原有強度，于是便利用鈦合金等金屬材質進行實驗。在這個過程中，專項小組嘗試了多類型改造，例如，將登山鉤焊接至膨脹螺絲，在原有掛鉤增加止退器等，最終選定了304不銹鋼材料，并將限位件設計成螺旋狀N型。經過多次現場檢驗，公司研發的新型防脫落掛鉤受各類因素影響較小，能有效防止安全防墜網脫落。（如圖3、圖4所示）

四、主要優點

與傳統掛鉤相比，公司研發的新型防脫落掛鉤具有受力更牢固、占用空間少、掛網不易脫落三大特點。

傳統掛鉤膨脹管長35毫米，而新型掛鉤膨脹管長80毫米，膨脹管較傳統掛鉤長45毫米，能夠有效提高受力能力；傳統掛鉤長度約52毫米,新型掛鉤長度約20毫米，較傳統掛鉤縮短了32毫米，能最大限度節約空間，使井內作業空間更大，能夠有效減少抓斗車養護期間對掛鉤的影響，大大降低掛鉤的損壞率。目前，帶掛鉤的膨脹螺絲已是井蓋掛網的常用掛鉤。（如圖5所示）

圖5 新型防脫落掛鉤應用

圖6 傳統井蓋掛鉤與新款井蓋掛鉤承重對比

圖7 清疏作業時，傳統掛鉤易損壞

圖8 公司得到社會各界的廣泛認可

與傳統掛鉤相比，公司在掛鉤的構造上也進行了創新。傳統掛鉤為單個半開弧度的鉤子，受到反作用力的時候，掛網容易從開口處脫落；新型掛鉤為N形螺旋狀，掛網時通過旋繞方式與限位件連接，安裝完成后，可保證掛網穩固，各方向受力均勻。（如圖6所示）

在安裝方面，新型防脫落掛鉤與傳統掛鉤安裝方式類似，利用沖擊鉆打孔后，由膨脹螺絲固鎖。完成安裝后，使用養護隊伍抓斗車對井內進行抓挖，在抓挖過程中碰觸掛鉤，掛鉤會伴隨抓斗的碰觸而擺動，產生卸力的效果，進而減少養護過程的損壞。（如圖7所示）

五、應用效果

改良后的新型掛鉤可最大限度提高井蓋掛網的安全性，降低掛網缺失率。

在試用新型防脫落掛鉤后，公司全年井蓋脫網數量由4000個降低至2400個，脫網率從3.1%下降到1.85%，整體下降了1.25%。

同時，新型防脫落掛鉤具有很強的普適性。它不僅能用于排水類井蓋，對電力井蓋、通信井蓋、路燈井蓋等各類井蓋同樣適用，能夠極大地提高各行業井蓋設施的安全性和可靠性。

六、社會認可度

一直以來，公司堅持“工匠精神”，認真做好排水設施運維管理的每一項工作，特別是在井蓋管理方面得到了社會各界的廣泛認可，提升了公司在排水設施運維領域的品牌知名度和影響力。

目前，公司研發的防脫落掛鉤已取得國家實用新型專利證書，得到了政府部門一致認可。（如圖8所示）

此外，多家市政設施管理公司在充分了解新型防脫落掛鉤后，紛紛表示愿意使用該產品，來共同提升城市基礎設施管理水平。

井蓋雖小，民生事大。防脫落掛鉤雖只是一個小小的技術創新，但對每一個市民的生命安全有著重要的意義。而這也是公司一直以來追求的理念——用專業和創新守護每一位市民的生命安全。

下一步，公司將聚焦精細化管理要求，對存在破損、下沉、松動等情形的雨污井蓋，及時進行維修加固，深入推進新型防脫落掛鉤能裝盡裝，全力守護黃埔群眾的“腳下安全”。