トンネル

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プライバシー・ポリシー Wikipedioについて 免責事項 Template:Wakumigi トンネル英語Tunnel)とは、地上から目的地まで地下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2以上のものとする」と定義された。

人工のものは道路鉄道線路)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<ref>「すい」は漢音、「ずい」は呉音でどちらも正しい読み方</ref>)と呼ばれていた。常用漢字以外の文字(隧)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。

鉄道や道路のトンネルには「入口」「出口」が決められており、起点に近い方が「入口」となっている。新幹線で例えると、東京寄りの坑口が「入口」であり、その逆が「出口」である。

目次

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や大量輸送が容易になる。また強風積雪時の通行規制(豪雪地帯越えは積雪による冬季閉鎖で通行出来ない箇所が多い)を減らすことができる<ref>より稀な例としては、川沿いや谷底の道が冬季に雪崩の危険があることからトンネルで迂回することもある。</ref>。坑口付近を除いて景観を損ねず(景観破壊にならない)、森林破壊にもつながりにくい(生態系の保持)。海底トンネルや水底トンネルであれば、大型船の通行(であれば、橋の下を通過す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、短所もある。トンネルに作用する土圧水圧のため断面積はあまり大きくはできず、通行する車両には車両限界が設定され、従って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。地下水位に影響を与えることもある。

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。火災時に一酸化炭素などの有毒ガスが溜まりやすいことや、場合により危険物積載車の通行が規制されることもこれに起因する。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。さらに災害発生時やトンネル事故発生時の避難や救出活動も困難である。

歴史

画像:旧長野トンネル津.jpg
明治18年完成長野トンネル

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。

工法

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年代の東北新幹線上越新幹線建設までこの方法が取られていた。しかしながら、事前調査の不足も重なり、特に蔵王トンネルでは工期が3年延びたほか、中山トンネルでは出水の連続から多数の迂回坑建設や300基を越える直上ボーリングの実施が必要となり、総工費が当初予定の3倍、8429億円にまで膨らみ、キロ当たりでは青函トンネルの4倍を越え、開業後の速度制限をももたらした<ref>『東北新幹線工事誌 黒川・有壁間』(日本国有鉄道仙台新幹線工事局編)及び『上越新幹線工事誌 大宮・水上間』(日本鉄道建設公団東京新幹線建設局編)による</ref>。今後の新幹線や高速道路にますます必要となる長大トンネルには技術的に不足があるのは明らかであった。これらが転機となって、その後は中山トンネルの一部で試行されたNATM が主流工法となり、それまでの経験工学からの転換という意味合いを含め、今までの工法として在来工法とも呼ばれる。

シールド工法

[[ファイル:HidaTunnel KawaiSide.jpg|200px|thumb|right|シールド工法の例:飛騨トンネル]] シールドマシンを用いた工法。Template:Main

新オーストリアトンネル工法

NATM(ナトム)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。Template:Main

開鑿(開削)工法

オープンカット工法とも呼ばれる。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。

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。Template:Main

トンネルの分類

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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。但し立地条件などから片勾配となっているものも少なくないがこれでも自然排水は可能である。

都市トンネル

都市の建造物の中や地下を通るトンネル。首都高速道路に於けるトンネルの殆どや地下鉄の多くはこれである。傾斜は周囲の構造物などによって大きく異なる。

水底トンネル

底や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。

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・防災設備が必要である。また、日本においては道路法で長さ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が禁止されている。

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。 高速道路や主要道路を中心に、ラジオの再送信を行っているケースもある。なお、トンネル内で交通事故や火災などが発生した場合、全ての放送局の再送信を休止して、緊急時の正しい行動を周知する放送を流す。これは、再送信している全ての周波数で同じものが流れる。

トンネルの入り口手前に一般道路・高速道路問わず、信号機を設置している場合がある(写真参照)。また高速道路ではトンネルの長さなどに関係なく必ず全てのトンネルの入り口にトンネル情報表示器が設置される。長大トンネルではトンネル内にも設置される。

鉄道トンネル

[[File:清水谷戸トンネル .JPG|thumb|240px|現役最古の鉄道トンネル「清水谷戸トンネル」神奈川県横浜市東戸塚駅近辺]] 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や、特に列車運転頻度の高い線区のトンネルは早く(蒸気機関車が一般的であった時代)から電化されている。 電化を前提としていない古くからある鉄道トンネルでは、電化の際に建築限界の小ささから通過できる車両に制限がかかったり(中央本線など)、架線などの必要なスペースが取れないため、問題となる。解決策として、断面積の大きい新トンネルを掘削し、旧トンネルを廃止したり(常磐線赤穂線呉線など)、複線化の際に単線トンネルを掘削し、路盤を下げるなどで旧トンネルを改良し、単線トンネルを2本並べた形にする方法(山陽本線東北本線など)がある。また、複線化と電化を同時に行い、新線に複線トンネルを新設する場合も多い(北陸本線北陸トンネル函館本線神居古潭駅 )。

こちらも道路トンネル同様、長大トンネルでは入口手前に信号機が設置され、使用している信号機は踏切などで使用されている特殊信号発光機(おもに回転型)が使用されている。

河川トンネル

水を流すためのトンネル。水路トンネルとも。暗渠を参照。

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。

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。

換気装置

[[ファイル:Jet-fan.JPG|180px|thumb|ジェットファン(上信越自動車道下り線横川SAに展示)]]

ジェットファン

トンネルの強制換気装置のうち、トンネル内にファンを設置し、トンネルの長軸方向の空気の流れを促進することにより換気を行うものをいう。

記録を持つトンネル

最長・最短

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。

トンネルと迷信・言い伝え

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、労働基準法第64条の2項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の検討が始まった<ref>厚生労働省:女性の坑内労働に係る専門家会合報告書</ref>。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、度々トンネルは怪談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、また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。

なお、トンネルの貫通の際に採取された石を貫通石(かんつうせき)といい、安産のお守りとして用いられる。最近では各高速道路会社などが販売することもある。

主なトンネル

鉄道トンネル

日本国内

主な鉄道トンネル一覧(国内)
トンネル
事業者
線区
全長
(m)
備考
新登川トンネル JR北海道 石勝線 5,825
新狩勝トンネル JR北海道 根室本線 5,790
青函トンネル JR北海道 海峡線 53,850
津軽トンネル JR北海道 海峡線 5,880
八甲田トンネル JR東日本 東北新幹線 26,455 建設中(ただし貫通済み)
岩手一戸トンネル JR東日本 東北新幹線 25,808
福島トンネル JR東日本 東北新幹線 11,705
蔵王トンネル JR東日本 東北新幹線 11,215
清水トンネル JR東日本 上越線(上り) 9,702
新清水トンネル JR東日本 上越線(下り) 13,490
大清水トンネル JR東日本 上越新幹線 22,221
榛名トンネル JR東日本 上越新幹線 15,350
中山トンネル JR東日本 上越新幹線 14,857
魚沼トンネル JR東日本 上越新幹線 8,625
飯山トンネル JR東日本 北陸新幹線 22,225 建設中(ただし貫通済み)
六十里越トンネル JR東日本 只見線 6,359
仙山トンネル JR東日本 仙山線 5,361
仙台トンネル JR東日本 仙石線 3,530.5 地下区間(広義の地下鉄
仙岩トンネル JR東日本 秋田新幹線)、田沢湖線 3,915
押角トンネル JR東日本 岩泉線 2,987
樽沢トンネル JR東日本 吾妻線 7.2 日本一短い鉄道トンネル
東京トンネル JR東日本 横須賀線(所属は東海道本線)
総武本線
9,532 地下区間(広義の地下鉄)
笹子トンネル JR東日本 中央本線 4,670 下りの長さ。上りは4,656m
塩嶺トンネル JR東日本 中央本線 5,994
丹那トンネル JR東海 東海道本線 7,841 熱海側の一部区間はJR東日本に属する
新丹那トンネル JR東海 東海道新幹線 7,959
日本坂トンネル JR東海 東海道新幹線 2,174
大原トンネル JR東海 飯田線 5,063
北陸トンネル JR西日本 北陸本線 13,870
頸城トンネル JR西日本 北陸本線 11,353
六甲トンネル JR西日本 山陽新幹線 16,250
安芸トンネル JR西日本 山陽新幹線 13,000
新関門トンネル JR西日本 山陽新幹線 18,713
犬寄トンネル JR四国 予讃線 6,012
関門トンネル JR九州 山陽本線 3,614 下りの長さ。上りは3,604m。
第三紫尾山トンネル JR九州 九州新幹線 9,987
長崎トンネル JR九州 長崎本線 6,173
真崎トンネル 三陸鉄道 北リアス線 6,532 非電化の区間では日本最長
赤倉トンネル 北越急行 ほくほく線 10,472 JRを除く山岳トンネルで日本最長
鍋立山トンネル 北越急行 ほくほく線 9,130 土木史上稀に見る難工事
薬師峠トンネル 北越急行 ほくほく線 6,199
霧ヶ岳トンネル 北越急行 ほくほく線 3,727
第一飯室トンネル 北越急行 ほくほく線 3,279
北神トンネル 北神急行電鉄 北神線 7,276
新青山トンネル 近鉄 近鉄大阪線 5,652 大手私鉄の山岳トンネルでは最長
新生駒トンネル 近鉄 近鉄奈良線 3,494 (旧)生駒トンネルは3,388m
生駒トンネル 近鉄 近鉄けいはんな線 4,737
正丸トンネル 西武鉄道 西武秩父線 4,811

日本以外

主な鉄道トンネル一覧(日本以外)
トンネル 国/事業者 線区 全長 備考
英仏海峡トンネル フランス - イギリス間ドーバー海峡 50.49km
烏鞘嶺トンネル 中国/中国国鉄 蘭新線 20.5km
シンプロントンネル スイス - イタリア国境/スイス連邦鉄道(スイス国鉄) 19.8km
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
新観音トンネル 台湾/台湾鉄路管理局 北廻線 10.3km
レッチュベルクベーストンネル スイス/BLS
オーレスン・リンク デンマーク - スウェーデン間エーレスンド海峡 4.05km
グレートベルト・リンク デンマーク大ベルト海峡 8.024km
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

道路トンネル

主な道路トンネル一覧
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)
国道414号445.5m重要文化財(道路トンネルでは初)
関越トンネル 関越自動車道下り10,926m
上り11,055m
道路トンネルでは日本最長
山手トンネル 首都高速道路中央環状新宿線約11,000m高松入口から大橋JCTを結ぶ。2010年3月28日全線開通。詳しくは山手トンネルを参照
小坪トンネル 神奈川県道311号鎌倉葉山線 お化けトンネルの通称(名越隧道を参照)
小仏トンネル 中央自動車道下り1,619m
上り2,002m
渋滞の名所
笹子トンネル 中央自動車道下り4,717m
上り4,784m
 
新笹子隧道 国道20号2,953m 
小鳥トンネル 国道158号中部縦貫自動車道4,346m 
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都道府県道では日本最長
冠山トンネル 国道417号(未定)事業中
大和トンネル 東名高速道路280m渋滞の名所
関門国道トンネル 国道2号3,461m世界初の海底道路トンネル;
日本坂トンネル 東名高速道路下り2,555m
上り(左)2,380m
上り(右)2,370m
1998年に新下り線トンネル開通
旧下り線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号下り2,207m
上り3,104m
無料通行の片側2車線トンネルでは日本最長
恵那山トンネル 中央自動車道下り8,489m
上り8,649m
道路トンネルでは日本第4位
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 九州自動車道下り6,260m
上り6,255m
 
国道221号 約1,800m 
雁坂トンネル 国道140号6,625m一般国道では日本最長
アクアトンネル 東京湾アクアライン 9,610m 水底トンネルでは日本最長、道路トンネルでは日本第3位
新神戸トンネル
第2新神戸トンネル
神戸市道生田川箕谷線 北行7.9km
南行8.1km
市町村道では日本最長
天王山トンネル 名神高速道路 下り(左)1,440m
下り(右)1,470m
上り(左)2,010m
上り(右)1,720m
鈴鹿トンネル 新名神高速道路 下り3,938m
上り4,010m
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 下り4,470m
上り4,000m
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)
関西電力
立山黒部アルペンルート
5430.6m 一般車両の通行は不可
トロリーバスとダム工事関係車両専用
飛騨トンネル 東海北陸自動車道 10,712m 道路トンネルとして日本第2位の長さ
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では日本最長
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
早坂トンネル 国道455号 3,115m
福島トンネル 東北自動車道 下り910m
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 国道192号 855m
新境目トンネル 徳島自動車道 2,794m
大坂トンネル 高松自動車道 2,032m
地芳トンネル 国道440号 2,990m 建設中
倉羅トンネル 国道193号 (未定) 建設中
梅香トンネル 茨城県水戸市 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
大阪港咲洲トンネル 大阪市港湾局 2,200m 道路部分のみ
信夫山トンネル 国道13号 700m
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
栗子トンネル 東北中央自動車道 8,975m 供用後は道路トンネルとして日本第4位の長さ
土湯トンネル 国道115号 3,360m
衣浦トンネル 愛知県道265号碧南半田常滑線 西行1,019m
東行1,141m
温海トンネル 日本海沿岸東北自動車道 6,022m 建設中
新潟みなとトンネル 新潟県新潟市 1,423m
川崎港海底トンネル 神奈川県川崎市 1,200m
浮島トンネル 国道273号線 3,332m
北大雪トンネル 旭川紋別自動車道 4,098m
新佐呂間トンネル 国道333号線 4,110m 北海道佐呂間町竜巻災害で9名の死者
17号(明神)トンネル 新潟県魚沼市新潟県道50号小出奥只見線3,989.5m 平成17年度現在、無料TNの長さでTOP10位以内
ラルダールトンネル ノルウェー 24,510m 道路トンネルでは世界最長
クロスシティトンネル オーストラリア 約2.1km
雪山トンネル 台湾国道5号 12.9km 道路トンネルでは台湾最長

構想・その他

主なトンネル事故

脚注

Template:脚注ヘルプ <references/>

関連項目

外部リンク

Template:Commons

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