本文へ移動します

西村 和夫 教授

西村 和夫 教授

都市環境学部 都市基盤環境コース
西村 和夫 教授

キーワード:
トンネル, シードル工法, 地下

世界の地下空間を駆け巡る、日本のトンネル技術

イメージ1
世界で活躍する日本の「シールドトンネル」

日本のトンネル技術は世界屈指と言われています。特にシールド工法は完全に世界一で、日本の技術が世界中で生かされています。
例えば、英仏海峡トンネル、トルコのボスポラス海峡などで、日本の「シールド工法」が採用されています。規模が大きく、長距離を掘ることが必要なとき、地盤がゆるい場所や、地質や形態が複雑な場所を掘るときなどに、日本の高度で緻密なシールド工法が有効なのです。作業の安全性や信頼性が高いという点も、日本の技術の大きな特長です。

掘ってるはしからすぐトンネル!

シールド工法とは、掘削(くっさく)をしながら同時にセグメントと呼ばれる円弧状のブロックを組み上げ、トンネル本体を構築していく方法です。「開削(かいさく)」と言って地表から溝を掘り、後からふたをするように地表を閉じる工法もありますが、それに比べるとシールド工法は、地上の環境に影響を与えにくく、深いところを長く掘ることができます。トンネル周囲の土の圧力がトンネルの内部空間を支えるため、構造的にも強くなるのです。
シールド工法はフランス人が考案し、1825年にイギリスで最初に導入されました。日本では1920年代に採用され、1960年代以降には、先端の掘削機と後方の作業スペースが分離されて、後方に土砂や地下水が流入しない安全な工法として日本で確立されました。1980年代以降は、トンネル断面の大型化・長距離化・高速化・形の多様化に対応できる高度で緻密な方法が開発され、それは現在も続いています。

複雑な地盤を持つ日本で発展

なぜ、この分野で日本が世界をリードできるのでしょうか。それは、日本の複雑な地質と地盤に対応するために技術者が努力を重ねた結果なのです。また、シールド工法は地上空間を保全したまま工事ができるため、都市の地下構造物(地下鉄・下水道・ガス管・貯水施設など)の建設に適していることも、日本で高度化が進んだ背景としてあげられます。そこでは、細かいところにも気を配るという日本人の繊細な気質が貢献したことも見逃せないでしょう。

地上の環境保全のために、地下空間を活用する

イメージ2
トンネルは現代生活を支えている

トンネルは、山を貫通する鉄道、海の底の道路、都市の地下鉄など、大規模な交通網にとってなくてはならない構造物です。でも、それだけではなく、現代では上下水道、都市ガス、電線や電話線まで地下に埋め込まれるようになり、ライフラインをも支えています。さらに、大雨のときに河川が氾濫しないように、都市の地下に貯水施設が造られる例が増え、また交通渋滞の緩和のために道路を立体交差とする場合、地下化が採用されることも少なくありません。
これらはすべて高度なトンネル技術があって初めて可能となります。

地上を保全したまま、地下を掘る技術

現代のトンネル技術、特に都市空間の下を掘る場合、シールド工法という技術が大活躍しています。
シールド工法とは掘削しながらトンネル本体の構築を並行して行う方法です。これに対し「開削」と言って、地面に溝を掘り、あとからトンネルの天井部分にあたるところを閉じる方法もあります。後者は浅いトンネル向きであり、地上を掘り返しても良いようなときは、便利な方法です。
でも、現代の都市空間や海や河の下を掘るときには、シールド工法でなければできません。シールド工法は地上の環境を保全したまま地下を掘れる、大変便利で有効な工法だからです。そして、このシールド工法は日本が世界一の技術レベルを誇っている分野でもあるのです。

目標は地上空間の整備

トンネルの技術的な対象は地下ですが、目標は「地上をいかに快適に、豊かにするか」ということなのです。とりわけ、日本の都市は無計画に造られており、景観も安全性も考慮されていないことが少なくありません。そうした都市空間を快適で安全にするためには、地下空間の利用はとても有効なのです。
最初に述べたライフラインの地下化、洪水対策としての貯水施設のほかに、変電所や駐車場を地下に造る例も出てきています。地上になくてもよいものは地下にもってくることで、地上の環境保全を進める。未来に向かって、高度なトンネル技術はますます重要になっています。

高校生・受験生の皆さんへのメッセージ

高校生のときは、受験勉強だけでなく、さまざまな経験をしたほうが、大学に進学してから伸びると思います。部活や友だちとのグループ活動もよいのですが、できれば自分が生活している地域の活動に参加してほしいと思っています。例えば、地域のサッカークラブや野球クラブ、そのほかにも地域にはたくさんの活動があるでしょう。そういう場ではひとりよがりなふるまいをするのはダメですが、かといって自分から動かなければ何もできません。協調性とともに自分から率先して行動を起こす力を養うことが、高校時代には大切だと思うのです。


夢ナビ編集部監修

ページトップへ