トンネル
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トンネル (Tunnel) とは、地上から目的地まで地下や海底、山岳などの土中を通る人工の、または自然に形成された土木構造物であり、断面の高さあるいは幅に比べて軸方向に細長い地下空間をいう。1970年OECDトンネル会議では「計画された位置に所定の断面寸法をもって設けられた地下構造物で、その施工法は問わないが、仕上がり断面積が2m²以上のものとする」と定義された。
人工のものは道路、線路といった交通路（山岳トンネル、地下鉄など）や水道、電線等ライフラインの敷設（共同溝など）、鉱物の採掘、物資の貯留などを目的として建設される。
日本ではかつて中国語と同じく隧道（すいどう、ずいどう）と呼ばれていたが、常用漢字以外の文字が使われているために第二次世界大戦後の漢字制限や用語の簡略化、外来語の流入などの時代の流れにより、今日では一般的にはトンネルと呼ばれるようになったが、トンネルの正式名称に隧道と記されることも多い。
目次 |
[編集] 歴史
トンネルは世界各地に古くから人間の手によって造られてきた。トンネルの歴史は古く、灌漑用水路として古代に造られているが、交通路としての建設は紀元前2000年頃にユーフラテス川の河底を横断する歩行者用のトンネルがバビロンに造られたのが最初とされている。また、古代ローマ帝国や古代ギリシアには数多くのトンネルが造られ、現在に至るまで使用されているものも存在する。
機械動力の無い時代、トンネルの掘削はツルハシやノミなどの器具を用いた人力に頼るしかなかった。日本においては青の洞門（大分県中津市本耶馬溪町）や中山隧道（新潟県長岡市-魚沼市間）がその端的な例である。
近代になり鉄道技術が発達すると、ヨーロッパにおいて鉄道を通すためのトンネルが多く作られるようになり、著しくトンネルの掘削技術が向上した。イギリスでは、トーマス・テルフォードやロバート・スチーブンソンなどの優れた技術者が多く誕生した。
ダイナマイトが発明されると、これを用いた発破によってトンネル建設の効率は飛躍的に高まった。さらに、様々な建設機械・工法の出現によってトンネル技術は21世紀になっても進化を続けている。
日本最初の西洋式トンネルは、東海道本線の神戸市内にあった石屋川隧道である。1871年（明治4年）完成。天井川であった石屋川の下をくぐっていたが、同区間の高架化により消滅した。また、日本人技術者のみで最初に造られたトンネルは、東海道本線の大津市内にあった逢坂山隧道である。1880年（明治13年）完成。新線切り替えにより廃止され、名神高速道路建設などにより部分的に消滅したが、東側の坑口が現存する。
[編集] 工法
[編集] 矢板工法
掘削した壁面に矢板（やいた）という木板（主に松が使用され「松矢板(まつやいた)」と呼ばれた）や鉄板（「鋼矢板(こうやいた)」と呼ばれる）をあてがい、支保工という支柱で支え、その内側をコンクリートなどで固める「巻き立て」によって仕上げる。日本では1980年代より NATM が主流工法となり、今までの工法と言う意味で在来工法とも呼ばれる。
[編集] シールド工法
シールドマシンを用いた工法。詳しくはシールドトンネルを参照。
[編集] 新オーストリアトンネル工法
NATM とも言う。掘削した部分を素早く吹き付けコンクリートで固め、ロックボルトを岩盤奥深くにまで打ち込んで地山自体の保持力を利用する工法。詳しくは新オーストリアトンネル工法を参照。
- 例：碓氷峠トンネル（長野新幹線）
[編集] 開削工法（オープンカット工法）
地表面を掘り下げてトンネルの構造物を構築し、後で埋め戻す工法。地表面に近い部分や、駅のように大規模になる施設の構築に用いられる。初期（1960年代まで）に建設された地下鉄では主流の工法であったが、1970年代以降は地下鉄網の拡充からより深い位置にトンネルを建設せざるを得なくなり、駅部分を除いてはシールド工法が主体となっている。また開削工法にシールド工法を組み合わせた工法としてオープンシールド工法がある。
[編集] 沈埋トンネル工法
複数のケーソン（潜函）を水底に沈め、これを接続してトンネルとする工法。詳しくは沈埋トンネルを参照。
[編集] トンネルの分類
[編集] 場所による分類
- 山岳トンネル
- 山を貫通するように掘られたトンネル。トンネル中央部を高く、両端の出口を低くする逆 V 字型の勾配（拝み勾配）とすることで自然排水が可能である。
- 都市トンネル
- 都市の建造物の中や地下を通るトンネル。首都高速道路のトンネルは殆どこれである。レースゲームのコース上にもある事が多い。
- 水底トンネル
- 川底や海底に掘られたトンネル。構造的に中央部が低くなるため、排水を機械的に行う必要がある。日本においては長さ 5,000m 以上並びに水底・水際の道路トンネルは危険防止のため危険物積載車通行禁止となっている。
[編集] 用途による分類
- 道路トンネル
- 自動車用のトンネル。長大トンネルでは大規模な換気設備が必要である。
- 最近建設されるトンネルは車同士のすれ違いが出来るよう、2車線確保できる断面積にする場合が多い。2車線未満のトンネルは一方通行や片側交互通行、車両幅制限、大型車の通行規制などで対応する場合がある。
- 鉄道トンネル
- 鉄道用のトンネル。鉄道トンネルでは特に、単線のものを単線トンネル、複線のものを複線トンネルと呼ぶことが多い。換気が困難な長大トンネルは通常電化される。古くからある鉄道トンネルでは、電化の際に必要なスペースが取れないため問題となることがある。
[編集] 断面・形態
山岳トンネルは多くが馬蹄型又は卵型の開口部を持つ。ニワトリの卵が縦方向の衝撃・圧力に強い構造であるように、このようなアーチを構成することによって山から受ける圧力に耐える構造としている。この種のトンネルが並列したものを特にメガネトンネルと称する。
シールドマシンによって掘削されたトンネルは基本的に断面が真円であるが、シールドマシンの発展に伴い、長方形や馬蹄形などにも掘削できるようになった。道路トンネルの場合、上部に換気路・中央部に道路本体・下部に電気回路や排水路を設ける。
開削トンネルや沈埋トンネルは断面が箱形である。
[編集] 本坑と先進坑
トンネル掘削の際、本坑と呼ばれる主となるトンネルに並行して、先進坑（先進導坑）と呼ばれる断面積の小さいトンネルを掘削することがある。先進坑は本坑に先行して掘削を行い、工事中は本坑を掘削する際の地質把握や水抜きとして、開通後は緊急時の避難ルート（避難坑）や保守通路として、それぞれ役割を持つ。
在来工法では文字通り「先進」として小断面にて導坑を掘り、それを切り広げて本坑を掘削する。支保を行いながらの掘削で1本（底設導坑：下半部の真中）或いは2本（側壁導坑：下半部の両壁）の導坑をまず掘削し、その後トンネルの上半部を掘削、導坑の支保を取り除きながらの下半部の掘削となる。
[編集] 特徴
山岳地帯においては、地上の地形に関らず曲線・つづら折れ・勾配を減少させ、自動車や鉄道の高速走行が容易になる。また強風・積雪時の通行規制を減らすことができる。坑口付近を除いて景観を損ねず、森林破壊にもつながりにくい。海底トンネルや水底トンネルであれば、大型船の通行（橋であれば、橋の下を潜る大型船に高さ制限や幅制限が発生してしまう）に影響が無いといった長所が挙げられる。特に急峻な地形が連続する地域では不可欠な設備である。
その一方、短所も多い。トンネルに作用する土圧や水圧のため断面積はあまり大きくはできず、輸送能力に制限が加わってしまうことが多い。また、断面積を大きくとるほど掘削に要する費用も増大する。地質によっては崩落を防ぐための補強で建設費が嵩むことがある。
長大トンネルにおいては換気が困難で、道路トンネルでは特に空気が汚れやすい。また充分な酸素が供給されないと乗客の健康を脅かし、車両の走行性能も低下する。火災時には一酸化炭素など有毒ガスが溜まりやすく、危険物積載車の通行を規制する場合もある。また海底トンネルや水底トンネルは内部の湿度が高く、車両やトンネル内設備が腐食しやすい。さらに災害発生時の避難や救出活動も困難である。
[編集] 記録を持つトンネル
[編集] 最長・最短
- 世界最長のトンネルは、ニューヨーク市へ続く水道トンネル、キャッツキルアケダクトである。全長 147.2 km。
- 人間が往来するトンネルとして世界最長のものは、鉄道トンネルである津軽海峡線の青函トンネルである。全長 53.85 km、海底部長 23.3 km。
- 海底部が世界最長の鉄道トンネルは、ユーロトンネルである。全長 50.49 km、海底部長 37.9 km。
- 世界最長の鉄道の山岳トンネルは、スイスのレッチベルクベーストンネルである。全長約 34.6 km。
- 日本最長の狭軌鉄道の山岳トンネルは北陸トンネルである。全長 13.87 km。
- 世界最長の狭軌鉄道の山岳トンネルは、スイスのフェライナトンネルである。全長 19.0 km。
- 日本最長の連続した地下鉄トンネルは、都営地下鉄大江戸線である。光ヶ丘～都庁前～都庁前の全線で 40.7 km。
- 日本最長の道路トンネルは、関越自動車道にある関越トンネルである。全長は上り線が 11,055 m、下り線は 10,926 m。
- 世界最長の道路トンネルは、ノルウェーのラルダールトンネルである。全長 24.510 km。
- 日本最短の鉄道トンネルは、吾妻線の樽沢トンネルで、全長わずか 7.2 m である。ダム建設に伴う線路付け替えによって、廃棄予定。
[編集] 総数・総延長
世界で最もトンネルが多い国は中国で約8,600個所、総延長約 4,375 km となっている（2004年）。うち、鉄道トンネルは6,876個所、総延長約 3,670 km で世界一、道路トンネルは1,972個所、総延長約 835 km となっている。
[編集] トンネルと迷信
日本では「山の中に女が入ると、女神である山の神の嫉妬に遭い事故が起こる」という迷信が長らく信じられてきた。そのためトンネルや坑道などへの立ち入りは長らく女人禁制であった。また、実際トンネル工事は危険が伴うこともあり、労働基準法において女性のトンネル建設への従事など坑内労働を禁じている。この規定は男女雇用機会均等法などの流れの中でも見直されないままであったが、2005年になって、ようやく国によるこの規制の見直しについて検討が始まった。しかし、縁起を重んじる工事現場からの反発も予想される。
また、しばしばトンネルは怪談や都市伝説の舞台になる。その中で、工事中あるいは開通後の事故で死んだ人の亡霊が現れる、といったたぐいである。有名なところでは、石北本線常紋トンネルにおいてはいわゆる「タコ部屋労働」が原因であるとして、肥薩線第二山の神トンネルにおいてはそこで発生した乗客轢死事故が原因であるとして亡霊話がしばしば語られる。
なお、トンネル建設工事に従事する労働者の労働者災害補償保険保険料率は業種別で最高となる 11.8 % が適用される。これは同じ土木工事である道路新設事業 2.1 % の5倍以上の料率であり、トンネル建設工事の危険性が高いことを示している。
[編集] 隧道（トンネル）の記事
[編集] 鉄道トンネル
[編集] 日本国内
| トンネル | 事業者 | 線区 | 全長 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 青函トンネル | 北海道旅客鉄道（JR北海道） | 海峡線 | 53,850m | |
| 津軽トンネル | JR北海道 | 海峡線 | 5,880m | |
| 清水トンネル 新清水トンネル 大清水トンネル |
東日本旅客鉄道（JR東日本） | 上越線（上り） 上越線（下り） 上越新幹線 |
9,702m 13,500m 22,221m |
|
| 丹那トンネル 新丹那トンネル |
東海旅客鉄道（JR東海） | 東海道本線 東海道新幹線 |
7,841m 7,959m |
|
| 面白山トンネル | JR東日本 | 仙山線 | 5,361m | |
| 仙台トンネル | JR東日本 | 仙石線 | 地下区間（広義の地下鉄） | |
| 北陸トンネル | 西日本旅客鉄道（JR西日本） | 北陸本線 | 13,870m | |
| 頸城トンネル | JR西日本 | 北陸本線 | 11,353m | |
| 東京トンネル | JR東日本 | 横須賀線、総武本線 | 地下区間（広義の地下鉄） | |
| 関門トンネル | 九州旅客鉄道（JR九州） | 山陽本線 | 3,614m | |
| 新関門トンネル | JR西日本 | 山陽新幹線 | 18,713m | |
| 日本坂トンネル | JR東海 | 東海道新幹線 | 2,174m | |
| 六甲トンネル | JR西日本 | 山陽新幹線 | 16,250m | |
| 安芸トンネル | JR西日本 | 山陽新幹線 | 13,000m | |
| 岩手一戸トンネル | JR東日本 | 東北新幹線 | 25,808m | |
| 蔵王トンネル | JR東日本 | 東北新幹線 | 11,215m | |
| 榛名トンネル | JR東日本 | 上越新幹線 | 15,350m | |
| 中山トンネル | JR東日本 | 上越新幹線 | 14,857m | |
| 魚沼トンネル | JR東日本 | 上越新幹線 | 8,625m | |
| 笹子トンネル | JR東日本 | 中央本線 | 上り4,656m 下り4,670m |
|
| 塩嶺トンネル | JR東日本 | 中央本線 | 5,994m | |
| 長崎トンネル | JR九州 | 長崎本線 | 6,173 | |
| 大原トンネル | JR東海 | 飯田線 | 5,063m | |
| 六十里越トンネル | JR東日本 | 只見線 | 6,359m | |
| 押角トンネル | JR東日本 | 岩泉線 | 2,987m | |
| 真崎トンネル | 三陸鉄道 | 北リアス線 | 6,532m | |
| 仙岩トンネル | JR東日本 | 秋田新幹線、田沢湖線 | 3,915m | |
| 樽沢トンネル | JR東日本 | 吾妻線 | 7.2m | |
| 飯山トンネル | JR西日本 | 北陸新幹線 | 22,225m | 建設中 |
| 八甲田トンネル | JR東日本 | 東北新幹線 | 26,455m | 建設中 |
| 赤倉トンネル | 北越急行 | ほくほく線 | 10,472m | |
| 鍋立山トンネル | 北越急行 | ほくほく線 | 9,130m | |
| 薬師峠トンネル | 北越急行 | ほくほく線 | 6,199m | |
| 霧ヶ岳トンネル | 北越急行 | ほくほく線 | 3,727m | |
| 第一飯室トンネル | 北越急行 | ほくほく線 | 3,279m | |
| 新青山トンネル | 近畿日本鉄道 | 近鉄大阪線 | 5,652m | |
| 生駒トンネル 新生駒トンネル |
近鉄 | 近鉄奈良線 | 3,388m 3,494m |
新生駒トンネルに切替（1964年） |
| 生駒トンネル | 近鉄 | 近鉄けいはんな線 | 4,737m | |
| 正丸トンネル | 西武鉄道 | 西武秩父線 | 4,811m |
[編集] 海外
| トンネル | 国／事業者 | 線区 | 全長 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| ユーロトンネル | フランス - イギリス間ドーバー海峡 | 50.49km | ||
| シンプロントンネル | スイス - イタリア国境／スイス国鉄 | 19.8km | ||
| ゴッタルドベーストンネル | スイス／スイス国鉄 | 約57km | 建設中 | |
| レッチュベルクベーストンネル | スイス／BLS | |||
| 新フルカトンネル | スイス／マッターホルン・ゴッタルド鉄道 | 15.4km |
[編集] 道路トンネル
| トンネル | 所属する国、道路、団体 | 長さ | 備考 |
|---|---|---|---|
| 天城トンネル （天城山隧道） |
旧国道414号 | 446m | 登録有形文化財 重要文化財（道路トンネルとしては初） |
| 関越トンネル | 関越自動車道 | 下り10,926m/上り11,055m | 道路トンネルとしては日本最長。 |
| 小坪トンネル | 神奈川県道311号鎌倉葉山線 | ||
| 小仏トンネル | 中央自動車道 | 下り1,619m/上り2,002m | |
| 笹子トンネル 新笹子隧道 笹子隧道 |
中央自動車道 国道20号 山梨県道212号日影笹子線 |
下り4,717m/上り4,784m 2,953m 240m |
|
| 権兵衛トンネル | 国道361号 | 4,467m | |
| タラガトンネル | 国道256号 | 4,571m | |
| 猪臥山トンネル | 岐阜県高山市 | 4,475m | 都道府県道としては日本最長。 |
| 冠山トンネル | 国道417号 | （未定） | 計画中。 |
| 大和トンネル | 東名高速道路 | 280m | |
| 関門国道トンネル | 国道2号 | 3,461m | |
| 日本坂トンネル | 東名高速道路 | 下り2555m 上り（左）2380m 上り（右）2370m |
1998年に新下り線トンネル開通。 旧下りトンネルは上り線右ルートに転用。 |
| 新日本坂トンネル | 国道150号 | 2,206m | |
| 恵那山トンネル | 中央自動車道 | 下り8,489m/上り8,649m | |
| 肥後トンネル | 九州自動車道 | 下り6,340m/上り6,330m | |
| 加久藤トンネル | 九州自動車道 国道221号 |
下り6,260m/上り6,255m 約1,800m |
|
| 雁坂トンネル | 国道140号 | 6,625m | 一般国道としては日本最長。 |
| アクアトンネル | 東京湾アクアライン | 9,610m | 水底トンネルとしては日本最長。 |
| 新神戸トンネル | 主要市道生田川箕谷線 | 北行7.9km/南行8.1km | 市町村道としては日本最長。 |
| 天王山トンネル | 名神高速道路 | 上り（左）730m 上り（右）669m 上り（左）1,213m 上り（右）1,193m |
|
| 敦賀トンネル | 北陸自動車道 | 下り2,930m/上り3,230m | |
| 子不知トンネル | 北陸自動車道 | 下り4,563m/上り4,555m | |
| 八風山トンネル | 上信越自動車道 | 3,998m | |
| 安房トンネル | 国道158号中部縦貫自動車道 | 4,370m | |
| 関電トンネル （大町トンネル） |
立山黒部アルペンルート | 5.4km | |
| 飛騨トンネル | 東海北陸自動車道 | 10.7km | 建設中 |
| 寒風山トンネル | 国道194号 | 5,432m | 四国最長。 通行料不要の道路トンネルとしては日本最長。 |
| 三頭トンネル | 国道438号 | 2,648m | |
| 笹ヶ峰トンネル | 高知自動車道 | 4,307m | |
| 阪奈トンネル | 第二阪奈有料道路 | 5,578m | |
| 箕面トンネル | 箕面有料道路 | 5,623m | |
| 天辻トンネル | 国道168号 | 1,174m | |
| 伯母峰トンネル | 国道169号 | 1,964m | |
| 川合トンネル | 国道309号 | 2,751m | |
| 水越トンネル | 国道309号 | 2,370m | |
| 矢筈トンネル | 三遠南信自動車道 | 4,176m | |
| 新仙人トンネル | 仙人峠道路 | 4,485m | |
| みちのくトンネル | みちのく有料道路 | 3,178m | |
| 坂梨トンネル | 東北自動車道 | 4,265m | |
| 福島トンネル | 東北自動車道 | 下り910/上り880m | |
| 笹谷トンネル | 山形自動車道 | 下り3,286m/上り3,411m | |
| 仙秋鬼首トンネル | 国道108号 | 3,527m | |
| 大峠トンネル | 国道121号 | 3,940m | |
| 境目トンネル 新境目トンネル |
国道192号 徳島自動車道 |
855m 2,794m |
|
| 大坂トンネル | 高松自動車道 | 2,032m | |
| 倉羅トンネル | 国道193号 | （未定） | 建設中 |
| 梅香トンネル | 水戸市 | 約600m | |
| オランダ坂トンネル | ながさき出島道路 | 2,923ｍ | |
| 六十里越トンネル | 国道252号 | 788.5m | |
| 甲子トンネル | 国道289号 | 4,345m | 建設中 |
| 大阪港咲洲トンネル | 大阪市港湾局 | 2,200m（道路部分） | |
| 信夫山トンネル | 国道13号 | ||
| 東栗子トンネル | 国道13号 | 2,376m | |
| 西栗子トンネル | 国道13号 | 2,675m | |
| 土湯トンネル | 国道115号 | 3,360m | |
| 温海トンネル | 日本海沿岸東北自動車道 | 6,022m | 建設中 |
| ラルダールトンネル | ノルウェー | 24,510m | 道路トンネルとしては世界最長。 |
| クロスシティトンネル | オーストラリア | 約2.1km |
[編集] 構想・その他
- 紀淡トンネル
- 豊予トンネル
- 日韓トンネル
[編集] 関連項目
[編集] 外部リンク
- 鹿島建設の建築誌博物館ホームページ（鹿島建設）
- 危険物積載車両の通行規制を実施している水底トンネル等（国土交通省、PDF形式）
- 国道って?個人のホームページ。長さが2km以上の道路トンネルの一覧、都道府県別道路トンネルランキング、その他道路トンネルの話題あり。
