[專家限定] 溪谷岩栓選擇

岩栓(bolt)的選擇和設置,在戶外活動中,都是相當受到爭議的題目。溪谷探險活動中,有部分的地點是必須要使用岩栓才能安全的通過。雖然理想上,我們都希望每個岩栓都可以長期使用。但在實際上並沒有辦法達到,特別是在私人的溪谷探勘上,由於重量、效率及費用的考量,會設置短時間的使用的臨時岩栓。




而在溪谷探險活動中,岩栓的承重除了架設緊繃繩外,大多只有個人體重加裝備的重量,因此在很多的設置原則上,會比攀岩或救援的岩栓設置原則來的低。但也因如此在溪谷探險的岩栓設置,需要更精準的考慮。

岩栓會分為固定岩栓及臨時岩栓兩種,固定岩栓是設置在經常性或是商業性的溪谷活動時使用,由於使用頻率較高,一般來說會考慮使用強度及耐用性較高的岩栓。而對於較長的探勘路線,由於不確定需要的岩栓量,以及設置工具的限制,會使用設置速度較快,以及整體重量較輕的岩栓。

目前固定岩栓一般來說是採用攀岩岩栓的標準,剪力方向的斷裂強度大於25kN,張力方向的斷裂強度15kN。而臨時岩栓目前就沒有比較一致的設置標準。以較高標準來看,剪力方向斷裂強度需要到達15kN,這是以一般的安全吊帶強度12kN 來做參考,不過實際上即使攜帶裝備垂降所能產生的衝擊實際上不會高於3kN,因此目前市面上也有開始販售斷裂強度僅到達9kN的臨時岩栓。

下面就兩種岩栓來進行說明:

臨時岩栓

所謂臨時岩栓,就是在探勘新路線或是採取新走法時,所設置的岩栓。




臨時岩栓的設置原則
  • 僅設置必要的岩栓
如果該路線有明顯的天然固定點,例如樹木、岩石或是天然地形,擇採用耐用的捨棄扁帶加垂降環,考慮LNT(無痕山林)的概念,扁帶盡量選用亮度較低,例如黑色、深綠、深藍等顏色。垂降環選用不鏽鋼,斷裂強度20kN以上的材質。
  • 可移除或填平
在探勘的前提下,不確定路線上會有多少地形需要使用岩栓,因此會帶相當多的臨時岩栓量。一方面是設置快速,另一方面是重量及體積較輕。由於臨時岩栓的強度較低。因此設置盡可能需要考慮可移除性,或無法移除,也需要可以填平,避免造成後續探訪者,或是其他動物的危險。
  • 位置選擇
在探勘所設置的臨時岩栓,雖然說是臨時,但是岩栓在設置固定岩栓前,有一段蠻長的空窗期,這段時間也是會有蠻多人去使用的。因此也是要跟固定岩栓是相同的標準,需要考慮受力方向、繩索磨擦以及回收性。
  • 材質選擇
在溪谷探勘中,岩栓的設置是相當未知的,因此大都需要攜帶較多的數量,因此對於體積及重量上是蠻大的顧慮。另一方面,因為探勘活動大多為私人非贊助進行,因此在經費上也是相當的問題。如果是經常性前往的路線,臨時岩栓在幾年內就應該更換為固定岩栓,或是進行移除或是切平處理。因此在材質上主要還是以荷重條件為主,而建議至少具有做抗腐蝕處理,例如鍍鋅、熱浸鍍鋅。如果可以使用不鏽鋼則是更好的選擇。

臨時岩栓類型

  • 敲擊式外迫螺栓: 
敲擊式外迫螺栓包含兩個部分,一個是螺栓本體,一個是外迫椎體。這個系統在一般工程上蠻普遍的,不過都不是使用在高承重的狀況。主要的好處是需要鑽孔的深度較淺。

過去大多使用於探洞的活動中,這類型的岩栓特徵是外徑很大,例如8mm內徑,外徑就需要12mm。但需要的深度很淺,大約30~40mm左右。由於外徑較大,適用較軟的岩質,因此在探洞活動中過去經常被使用。而對硬的岩質來說,由於無法完全擴張產生壓力,因此實際上的受力強度無法達到設計的數值。

部分敲擊式外迫螺栓是自帶鑽頭,但由於耐用性與一般的鑽頭差很多,因此可能需要多個螺栓才能完成。過去這類型的螺栓,承重強度上比較受到質疑,但目前有部分廠牌聲稱可到超高的強度,並採用不鏽鋼的材質。但由於深度較淺,在部分的使用者有提到拉出強度很低,因此在設置時需要特別注意。

這類型的岩栓目前還是會視為臨時性的岩栓。這種類型雖然不可被移除,但是螺栓是屬於母頭,因此在正確的設置下,未來是可以填平的。


自攻牙式敲擊膨脹錨栓


  • 套筒式膨脹螺栓
這種螺栓在平常家中或是五金行都可以買的到,很多朋友對會相當信任這種類型的螺栓,但事實上在戶外使用上是有蠻高的顧慮的,因為這類型的螺栓,套筒與本體是分開的,在設置時事實上是需要扭力板手才能正確的進行設置,過高的扭力會使得螺栓受損導致強度下降。

而且鑽孔後需要相當高的清潔性,才能夠避免套筒未完全撐開的狀況。由於日常工程常常會見到這類型的螺栓,大家常會誤會這類型的螺栓可以達到固定螺栓的要求,但事實上以一般使用的直徑(10mm)來說,大約只有固定螺栓強度的一半(大約15kN),因此僅能視為臨時性的岩栓。
               


  • 自攻式螺栓
這是近幾年來工程上開始使用的螺栓,就是像一般的螺絲一樣,直接打孔後鎖入即可,早期由於技術問題,並沒有被廣泛使用。但近年來因為技術的演進,不論是強度或是耐用性上都可以達到相當高的標準,因此目前這種螺栓在工程上已經被大量使用。主要的優勢是設置簡單,重量輕,抗拉力的能力不錯,也不需要扭力板手就可以設置,而且回收相當簡單,只需要轉出來即可。目前在探洞活動上已經開始被使用,而在溪谷探勘上也是新的趨勢,可以直接搭耳片就可使用。若採用不鏽鋼材質,足夠深度,是可以當作固定岩栓使用。

不過不鏽鋼材質的自攻式螺栓價錢相當高,整體來說高於其他的固定式螺栓,因此僅使用高耐候型的材質來做為臨時岩栓。但也不是完全沒有缺點,針對高硬度的岩石,會有攻牙效率不佳的問題,這時候反而使用敲擊式外迫螺栓或是楔型膨脹螺栓會是比較好的選擇。





  • 楔型膨脹螺栓
楔膨脹螺栓是目前固定螺栓的標準選項之一,結構上與套桶型不同的地方是膨脹的金屬片式固定在軸心上,鑽孔的尺寸與螺栓的尺寸相同。
過去大多只用直徑10mm或是12mm在固定螺栓上,不過也有開始使用8mm直徑的楔型膨脹螺栓用於臨時螺栓的應用,主要適用在超高硬度的岩石上。




固定岩栓

固定岩栓設置的目的是為了提供休閒及商業溪谷活動的安全性,因此和臨時岩栓的少量使用的臨時岩栓有所不同。




固定岩栓的設置及選擇原則
  • 位置選擇
除了具有臨時岩栓的位置選擇外,固定岩栓還需要考慮環境的影響,需要避免被落石破壞,或是經常性的被水流沖刷的位置,以及垂降位置必須要考慮豐水期的狀況,因此很多固定岩栓的位置是需要使用繩索橫渡才能到達。
    • 承重力考慮
    由於固定岩栓除了需承受單個垂降者的狀況,還需要考慮在救援的狀況下,需要荷重2-3人以上的狀況。一般來說,固定岩栓的剪力方向的斷裂強度需達 25kN。除了剪力方向的承重力外,還需要考慮軸向方向的斷裂強度,主要是因為在救援或引導垂降時會有軸向受力的分力,一般來說,固定岩栓的拉力方向斷裂強度需達15kN。
    • 材質選擇
    固定岩栓需要使用非常耐用的材質,至少需要25年使用年限。除了有海水侵蝕的顧慮外,會建議使用316不鏽鋼,如果有接近海邊的溪谷,最少需要使用316不鏽鋼。如果可以使用鈦的話會是最佳的選擇。

    固定岩栓類型


    • 楔型膨脹螺栓
    楔型膨脹螺栓是目前溪谷的固定螺拴的主要類型,和一般的套桶式膨脹螺拴相比,相同直徑的承重力及抗拉張力較高,目前建議使用的螺栓直徑為10mm ,螺栓長度需超過6cm以上,鑽孔直徑於螺栓直徑相同。主要的問題就是耳片遺失,這部份只能靠各位溪谷愛好者的自我規範,因此即使是前往已經都放置固定螺栓的路線,還是需要攜帶幾個耳片備用。


    • 植筋式岩栓
    這類型的岩栓式目前戶外固定岩栓的主要選擇,只要正確設置就可以達到非常高的強度,穩定度也相當高,不過在溪谷中目前較少被使用,主要的原因是價格相對較高,而且設置後需要等待一段時間(通常0.5~1小時)。如果設置不當,例如:混膠不良,則強度會大幅下降,這部份比較麻煩的是外觀看不太出來,目前在台灣的溪谷中幾乎沒有被發現。



    結論及提醒

    在溪谷探險活動中,岩栓在關鍵的地形是必須要的人工裝置。但目前在溪谷中已設置的岩栓,有很多的狀況不佳。而岩栓設置上,大多的設置者沒有經過系統的訓練。因此在使用上需要採取更保守的策略,進行詳細的觀察,在使用時必須要先進行安全確保。


    Sam Yang
    ZA首席指導員
    台灣溪谷嚮導協會理事長