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上方架繩 | Toprope

Updated: Apr 23


警告

攀岩是危險活動,本⽂僅提供作者⾃身知識、技術、經驗,與網路資源 ⽬的為協助讀者了解攀岩相關之安全觀念與操作,以期降低其風險 惟實際操作仍完全仰賴讀者⾃身之知識、技術與判斷

閱讀本⽂即代表讀者完全同意⾃身的安全風險與責任應由⾃己完全負責

並同意作者無需為讀者的行為與安全負擔任何責任與義務


> Vince 攀登龍洞校門口的 出乎意料 | Surprise

無論運動攀登或傳統攀登,「上方架繩 (toprope) 系統」或許是眾多岩友與攀岩團體最常架設的系統之一。然而由於天然岩場的環境與地形複雜而多變,且每條路線的錨栓固定點 (bolt-anchor) 設置方式或配件也不盡相同,再加上每個人使用的裝備各異,對於操作考量與架設方式也各有所好,因此,雖同樣是上方架繩系統,卻常常出現各式各樣的架設方法,常讓許多岩友看得眼花撩亂,甚至感到無所適從,因此,本文便試圖歸納並探討幾種常見的架設方式,希望能讓更多岩友熟悉這項最基本的確保系統,以及相關的安全觀念,進而評估每一種架設方式的優劣,並找出最符合自己需求的架設方式。

基礎安全觀念

檢查 + 測試

無論架設任何系統,或操作任何系統轉換,都應確實分別完成「檢查」與「測試」二道安全程序,不可將二者混淆或省略。「檢查」是以目視方式確認所有裝備或整體系統是否設置無誤,例如鉤環有無上鎖、主繩是否設置妥當、確保器是否安裝正確等;「測試」是在安全的狀態下,實際測試裝備或系統是否正常運作無誤,例如在有自我確保的狀態下,實際以體重 (甚或超過體重之重力) 測試垂降系統是否設置無誤並且能正常運作。貿然使用未經過「檢查」以及「測試」的系統,等同以生命作為賭注。

封閉系統

是讓系統中的攀登者、確保者、主繩或裝備無法從系統中意外脫出的安全措施,是整體系統的最後一道安全機制,因此無論在任何狀況下,都應養成隨時保持系統封閉的習慣。例如在開始確保前,先確認主繩確保端的繩尾是否已打繩尾結或災難結;或在雙繩垂降前,先確認二端繩尾是否均確實打上繩尾結。

系統安全評估

任何系統在使用前都應評估其安全性,特別是需要長時間或多人次反覆操作的上方架繩系統。一般而言,可針對下列項目分別評估:

上方固定點 | top anchor

通常指路線頂端至少二個一組的固定支點 (例如錨栓),亦指利用各式裝備架設而成的「上方固定點系統」。針對上方固定點系統,常見的評估標準為 S.E.R.E.NE. 原則,分別為:Strong | 堅固,例如錨栓狀態是否良好;Equalized | 分力,例如在操作過程中,系統各部位是否均有受力,且分力機制合理而安全;Redundant | 備援機制,例如當一個支點失效時,其他支點是否能夠立刻接手成為備援;Efficient | 簡潔高效,例如架設或操作時不需耗費大量裝備與時間;No Extend | 限制延伸,例如系統失效時,是否會因過度延伸的繩環造成不必要的墜落衝擊力。滿足上述五項條件,才可視為安全的上方固定點

而除了上述的評估原則之外,還有一項極為重要的要素也必須納入考量:金屬設備的識別與應用。雖然龍洞岩場絕大多數的金屬設備都受到長期的追蹤與維護,然而還是有不少年久失修的錨栓 (或配件) 亟待更新;再加上天然岩場地形多變,每條路線的考量與錨栓固定點 (bolt-anchor) 的設置方式也不盡相同,因此,學習如何辨識天然岩場的各式金屬設備,了解其特性與相應的使用方式,也是每個攀岩者必修的重要課題之一;請記得,切勿將自己或他人的生命安全貿然地交付在不明設備上。

備份機制

該機制在操作過程中不會發揮作用,只有當系統出現問題甚或失效時,才會發揮其功能。例如攀登者誤將上方固定點系統的鉤環完全解開,與原上方架繩系統完全脫離時,其下方仍有其他備份機制發揮最後的備份確保功能。

其他考量

1) 當碰到錨栓固定點設有配件,如梅隆鎖、垂降環、或羊角時,請將鉤環扣在配件之下,切勿將鉤環壓在配件之上,避免系統受力時因鉤環受力角度異常導致其強度減弱,甚至斷裂失效;

2) 上方架繩系統架設完成後,主繩若經過銳利的岩階或岩角時,就必須考慮是否須將固定點系統延伸,或加上防磨布 (特別是需要長時間或多人次反覆操作時);

3) 而當路線過於曲折,或與上方固定點偏離過遠,有發生「擺盪式墜落」的疑慮時,就必須考慮是否須在主繩攀登端架設轉向支點。

 

以快扣架設的 「快扣固定點系統」

僅需幾組快扣即可架設完成,是運動攀登領域中最常見,同時也是最簡便、最高效的架設方式。

圖左:架設「快扣故定點系統」

圖中:下放時將最後一組快扣扣回下放端,成為「備份機制」

圖右:到地後將主繩抽下改為確保端,並打上繩尾結;而原確保端改為攀登端

一般常見的架設流程為:先鋒者完攀後,取出二組快扣以開口左右相反的方式,扣入上方固定點的二個錨栓,隨後將主繩扣入快扣中,再請確保者下放 (lowering),並於下放過程中將最後一個先鋒支點錨栓 (lead bolt) 上的快扣扣回先鋒者下降端的主繩上,作為備援機制,接著便逐一回收路線上的其餘快扣,待回到地面後再將主繩抽下作為後續操作時的確保端,並在繩尾打上繩尾結或災難結使其成為封閉系統,而原先的確保端則改為上方架繩系統的攀登者端。

優點

1) 裝備需求低、系統外觀簡潔易懂

2) 架設難度低、速度快

缺點

1) 快扣通常為無鎖鉤環,開口若不慎開啟時強度會大幅降低

2) 系統預設受力方向單一,當受力方向改變時系統無法自動均力

3) 如需反覆攀登時,安全性相對較低。

小技巧

1) 經常架設上方架繩系統且習慣以快扣架設的朋友,不妨考慮另外準備幾組以帶鎖鉤環組成,專用於架設上方固定點系統的「帶鎖鉤環快扣」,不僅能提高安全性,甚至能在撤收路線時提高操作效率。

2) 當錨栓固定點設有配件時 (如梅隆鎖、垂降環、或羊角),請將快扣扣在配件之下,切勿將快扣壓在配件之上,避免系統受力時因快扣受力角度異常導致其強度減弱,甚至斷裂失效。

 

以繩環與帶鎖鉤環架設的 「確保站固定點系統」

又稱為確保站 (belay station) 系統;利用額外的繩環 / 扁帶環以及數個帶鎖鉤環架設的上方固定點系統。此架設方式常用於需要反覆攀登或多人次攀登時的上方架繩路線,亦常見於繩隊攀登時的確保站系統;雖然需要更多的裝備與架設時間,但卻也是最安全的架設方式。

圖左:架設「確保站故定點系統」

圖中:下放時將最後一組快扣扣回下放端,成為「備份機制」

圖右:到地後將主繩抽下改為確保端,並打上繩尾結;而原確保端改為攀登端

一般常見的架設流程為:先鋒者完攀後,取出繩環 / 扁帶環與數個帶鎖鉤環,視需求選擇需要架設的系統種類,接著便與前述「快扣固定點系統」的架設流程大致相同:僅保留最後一個先鋒支點錨栓 (lead bolt) 上的快扣,並扣回先鋒者端的主繩作為備援機制,回收路線上的其餘快扣,回到地面後再將主繩抽下作為後續操作時的確保端,並在繩尾打上繩尾結或災難結使其成為封閉系統。

然而由於確保站系統常因各種不同條件考量 (如地形、裝備、攀登需求等),有許多不同的架設方式,其外觀也截然不同,常使剛接觸戶外攀岩的岩友感到無所適從,因此本文僅列舉幾項基本確保站系統的種類與應用原則供各位參考,如有興趣深入了解,再麻煩自行查閱書籍或網路取得更詳盡的相關知識與技術。

三種基本的確保站固定點系統

馬尾系統 | Cordelette anchor

以二個帶鎖鉤環分別扣入上方固定點的二個錨栓,再將長繩環扣入二個帶鎖鉤環,接著取繩環的中段區域,朝向預期的受力方向拉緊,使受力平均分配到各支點上,在受力的狀態下取出繩耳,並打上繩中單結 (或繩中 8 字結),接著取出二個帶鎖鉤環,以開口相反的方式扣入繩耳,最後將主繩扣入二個帶鎖鉤環後上鎖,系統即架設完成。

註:架設馬尾系統時,雖可根據預期的受力方向進行分力,但在使用過程中一旦受力方向改變,此系統並不具備自動均力 (self-equalizing) 的功能。

滑動 X 系統 | Sliding-X anchor

以二個帶鎖鉤環分別扣入上方固定點的二個錨栓,再將長繩環扣入二個帶鎖鉤環後上鎖,接著取繩環中段部份的一條繩耳反轉半圈,使其形成類似字母「X」的交叉繩耳,然後取出二個帶鎖鉤環以開口相反的方式同時扣入二個繩耳,最後將主繩扣入二個帶鎖鉤環之中並上鎖,系統即架設完成。

註:為滿足前述 S.E.R.E.NE. 原則中的「No Extend | 無過度延伸」,可視需求在繩環打上單結作為「限制結」,避免支點或繩環失效時造成非必要的衝擊力;但請注意,每打一個繩結都會大幅削弱繩環本身的強度。

四股繩系統 | Quad anchor

以二個帶鎖鉤環分別扣入上方固定點的二個錨栓,再將長繩環交叉對折後扣入二個帶鎖鉤環,接著取繩環中段部份朝預期的受力方向拉緊,並分別在左右兩側約 15 cm 處各打上一個單結 (二個單結的間距建議小於 30 cm),而在這兩個單結之間的四股繩,即為此系統的主要受力點 (又稱「主力點」,詳見下文),而此四股繩的主力點可拆分為兩股繩一組,互為主力點與主力架,亦可取三股繩作為單一主力點 (不具備主力架);最後取出二個帶鎖鉤環以開口相反的方式分別扣入主力點,並將主繩扣入後上鎖即完成。

確保站固定點系統的各部功能


主力點 | Master point

是以最理想的方式統整各式裝備與繩結,將一組固定點的所有強度匯聚在一起的集中點,能夠承受我們自我固定時的重量、確保 / 墜落衝擊的力量、以及其他操作時可能產生的力量,同時也滿足前述的核心原則:堅固、平均分力、有備援、簡潔高效、以及限制延伸。是整體系統中強度最大、安全性最高的部位。

主力架 | Shelf

是附屬的輔助連接點,其具備的功能應與「主力點」相同,並且也必須滿足 S.E.R.E.NE. 原則。當有些操作必須在主力點上進行,但主力點卻無多餘空間時,主力架就是最好的部位。

註:有些特定的架設方式並不具備主力架,例如「滑動 X 系統」。

系統元件 | Component

是除了主力點與主力架之外,組成固定點系統的所有物件,例如錨栓固定點與其配件、快扣、鉤環、繩環、繩結等。通常任何一個系統元件本身並不具備主力點的特性,因此若在單一系統元件上操作任何重要的工作 (例如確保),有時可能是危險的行為。

優點

1) 安全性相對較高,適合長時間或多人次操作

2) 架設得當時可多方向受力

缺點

1) 裝備需求較高

2) 架設流程相對繁複,相關知識與技術門檻也相對較高

小技巧:

1) 經常架設上方架繩系統的朋友,不妨考慮準備一組專用的 anchor kit:一條 180 cm 或 240 cm 的繩環以及 4 個帶鎖鉤環,並預先打好繩結釦好鉤環,備妥「確保站固定點系統」以提高架設效率。

2) 關於固定點各部位的詳細說明與範例,可參考美國山岳俱樂部於 2016 年發表的:The Masterpoint, The Shelf, The Components: Anchor Anatomy in Action 中譯版,亦可搜尋相關主題的其他網路資源,藉以暸解更多相關資訊與應用技巧。

 

其他注意事項

系統分力夾角對力量分佈的影響

架設固定點系統時,主力點與左右兩側支點 (例如錨栓) 間形成的夾角,稱為「分力夾角」,分力夾角愈大,單一支點分攤的受力愈大;分力夾角愈小,單一支點分攤的受力愈小。而分力夾角的大小,通常取決於二個支點間的間距,以及使用繩環 (或快扣) 的長度。支點間距愈大或繩環愈短,則分力夾角愈大;支點間距愈小或繩環愈長,則分力夾角愈小。

一般而言,最理想的分力夾角為 45° 以下。當分力夾角為 45° 時,系統單一支點的分攤受力約為 58%,亦即主力點受力 100 kg 時,單一支點的分力約為 58 kg;而當分力夾角為 90° 時,系統單一支點的分力約為 71%,因此在架設固定點系統時,分力夾角小於 45° 為佳,介於 45° – 90° 為尚可,一旦超過 90° 時就需要注意單一支點的強度,而當分力夾角到達 120° 時,單一支點的分力為 100%,亦即主力點受力 100 kg 時,單一支點的分力約為 100 kg,左右二側合計為 200 kg,因此當分力夾角到達 120° 時,實際上已不再具備「分力」功能,而是轉為「倍增」的反效果,且夾角愈大,其倍增效果也將隨之急遽增加。

小技巧:實作時可利用簡單的手勢「2、7、6」概略估計分力夾角:「2」的手勢為 V,即食指與中指張開到極限約 45° (分力效果約 58%),小於或等於 45° 均屬佳;「7」的⼿勢為拇指與食指張開到極限約 90° (分力效果約 71%),屬尚可;「6」的⼿勢為拇指與小指⾃然張開約 120° (分力效果約 100%),等於或大於 120° 均屬危險。

裝備 / 設備性能、材質與特性

在架設任何系統之前,都必須充份了解使用的所有裝備與設備;除了基本的主繩性能、快扣與鉤環的強度、不同材質的織品特性 (例如尼龍與 dyneema) 等基本常識之外,更包含岩壁上的固定設備如錨栓、固定點配件、天然固定點設備等等。

龍洞岩場常見的錨栓廠牌型號與材質

龍洞岩場是臺灣少數有固定投入人力長期維護的天然岩場,雖早已開始移除並禁用有 SCC (應力劣化腐蝕) 疑慮的 304 不鏽鋼設備,目前絕大多數的既有金屬設備均為相對安全的 316 不鏽鋼或鈦合金製品,但並不代表所有固定設備均安全無虞。因此,建議各位岩友主動學習如何辨識天然岩場 固定設備 的種類、材質與狀態,進而評估其安全性,並以積極的態度與適當的方式使用公共固定設備。

不同形式的上方架繩系統與特殊考量

由於天然岩場充滿各種不同的天然條件與既有因素,再加上各種不同的人為變因與需求,即便是相對單純的上方架繩系統,實際上也有許多不同形式的應用方式,難以逐一列舉並具體說明。然而,有些值得特別注意,並曾實際發生過的高風險情境仍需在此提出

「繩尾跟攀模式」的上方架繩系統

又稱「seconding」。基於某些考量,有時先鋒者在上方架繩系統架設完成後,並不會回收快扣,而是將快扣保留在路線的各個支點上;當後續的攀登者以繩尾攀登時,必須沿路將快扣從主繩上解開,直到完攀後由確保者下放時,再沿路將快扣逐一扣回。

圖左:攀登者在上攀過程中逐一解開快扣

圖右:攀登者不慎解開上方固定點,若無備份機制將完全脫離確保系統。

此類「跟攀模式」的上方架繩系統有個最為嚴重,卻也最容易發生的潛在風險:攀登者可能因不斷重複相同動作而一時疏忽,導致其誤將上方固定點的鉤環從主繩上完全解開,此時若確保者未能察覺,而該上方架繩系統又無備份機制時,攀登者將直接由路線頂端的完攀點一路墜落至地面。註:類似案例作者曾目擊過至少二次,所幸當時地面人員都能及時發現,並未釀成意外。

「繩中攀登模式」的上方架繩系統

基於某些考量,有時先鋒者會採前述方式架設上方架繩系統;將快扣保留在路線的各個支點上,並讓後續的攀登者以繩中蝴蝶結與吊帶連接,以此進行「繩中攀登」。此時攀登者必須沿路逐一將快扣從繩中結的上方解開,再將快扣逐一扣入繩中結下方的主繩 (此繩端通常無人確保),直到完攀後再由確保者下放。

圖左:攀登者在上攀過程中逐一解開繩中結上方的快扣,並扣回下方的主繩

圖右:攀登者不慎將上方固定點解開,並扣回繩中結下方「無人確保端」,若無備份機制將完全脫離確保系統。

而此類「繩中攀登」模式的潛在風險與前述相同:攀登者可能因不斷重複相同的動作而一時疏忽,導致其誤將上方固定點的鉤環從主繩上完全解開,並扣入無人確保的繩尾端 (繩中結下方的主繩),進而讓自己進入無人確保的狀態;此時若確保者未能察覺,而該上方架繩系統又無備份機制時,攀登者同樣將直接由路線頂端的完攀點一路墜落至地面。註:此案例龍洞曾發生過一次,據現場目擊者稱當事人墜落超過 15 m,然而萬幸的是其傷勢並不算嚴重。

綜上所述,即便看似最單純的「上方架繩系統」,實際應用在天然岩場時,仍會因各式各樣的變因而出現各種難以預料、發生機率極高、且後果極其嚴重的潛在風險。因此,不斷吸收、充實各種安全相關資訊,並隨時保持警覺,才是戶外攀岩至關重要的安全之道。

 

參考資料

> 《Rock Climbing | The AMGA Single Pitch Manual》 – AMGA | 美國攀登嚮導協會

> 龍洞岩場固定設備使用須知 – TOCC | 臺灣戶外攀岩協會

> 《百合搖滾 – 單繩距傳統攀登課程講義》– 百合搖滾傳統攀登工作室



最後編輯記錄:2024 / 04 / 11

 

關於作者

陳震宇 / Maurice傳統攀登愛好者,曾為《Rock Climbing Taiwan | 臺灣龍洞攀岩》攀岩指南編輯團隊成員之一,長年活躍於龍洞岩場,積極參與岩場各項公共議題相關事務,現為 TOCC 臺灣戶外攀岩協會常務理事,以及「百合搖滾傳統攀登工作室」指導團隊成員之一。本文內容來自作者自身知識、技術、經驗,以及各式書籍與網路資源,如有不足或謬誤之處還請不吝指出,作者將儘速改正。



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