トンネルの作り方!山や高速道路でどう作っている?

トンネルは、高速道路や鉄道などにもあるので案外身近な存在ともいえますが、はたしてトンネルはどうやって作られているものなのか考えたことがあるでしょうか。

トンネルを通過するあの瞬間は子供だった頃はワクワクしたものですが、トンネルでの事故などトラブルが起こると被害が拡大することもありトンネルは実は危険な場所でもあります。

近年では壁が剥がれ落ちてしまうことがニュースになって話題になったこともありましたね。
老朽化もトンネルにとって大きな問題になっています。

そんなトンネルの作り方はどうなっているのか、山や高速道路にあるトンネルはいったいどういった方法で作られているのでしょうか。

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トンネルの作り方とは?山ではどうする?

トンネルをつくる工法はいくつかあります。例をひとつあげると、山岳トンネルを作るためのNATM工法です

その作り方ですが、山を削ってトンネルを作りますが、その前に山によって状態や地質が違うのでそれがどんな地質なのかなどを調べることから始まります。
次にトンネルを横に向かって掘って、つづいてダイナマイトを入れる穴を掘ります。
ダイナマイトを入れるための穴はいくつか掘られていて、そこにひとつひとつダイナマイトを入れますが今は機械を使って入れるやり方も可能になっています。

ダイナマイトを爆発させて岩盤を破壊しますが崩れないように慎重に爆破をします。爆破によって砕かれた岩のことをズリと呼んでいます。それをダンプやベルトコンベアー、トロッコなどで運びますが、その方法をズリ処理といいます。

トンネルが崩れて落ちないように鋼鉄で作られた枠を一定の間隔で置きますが、これを支保工(しほこう)といいますがアーチ状になっていて岩盤にボルトによって固定して壁を頑丈にします。

トンネルの壁を強化するためにコンクリートの吹付けを行いますがミキサー車で運んだコンクリートを専用の機械を使って進めます。
トンネルの崩壊を招く最大の要因には水があり、地盤から水が漏れないように防水工も行われます。

トンネルの作り方とは?高速道路ではどうする?

道路のトンネル工事は主に2種類ありますがそれは、NATM工法とシールド工法です。

シールド工法とは、シールドマシンという機械で土を掘り進めていく方法のことをいいます。
円柱の筒を横にしたような形状で前には土を削るカッターがついていて、それが固い地盤を削ってトンネルを作りだします。

セグメントといわれている外壁用のブロックのようなものをマシン内で組み立てていきます。
日本のシールドマシンは工事が行われても騒音など地上には何も影響を与えません。

シールド工法は1818年、イギリスでフランス人の技師ブルネルによって考えられたものです。
それから100年後の1917年に日本で初のシールド工法によるトンネル工事が行われました。
しかし、その工事はうまくいかずに途中で断念するという結果になりました。

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日本のトンネルの歴史について

日本で初めて作られたトンネルは青の洞門だといわれています。
大分県中津市本耶馬渓町の山国川にある洞穴道のことです。

禅海和尚という人物が1735年から1764年まで約30年をかけて、村人の助けもありましたが掘り続けて完成をしました。

長さは約185mほどのトンネルです。大正8年、菊池寛による「恩讐の彼方に」という短編小説によって日本中で知られることになったということです。

日本で最初に作られた鉄道トンネルは、1870年に着工して1974年に完成をした石屋川トンネルで長さは61mです。

1919年に複々線化のための工事が行われたことによって最初のトンネルは解体されることになり水路橋となりました。
現在はその痕跡を見ることはできません。

まとめ

日本は、山が多く全国に交通網を広げるためにはトンネルの存在が不可欠でした。
その結果、日本のトンネル技術は世界有数のものとなり世界中のトンネル作りに貢献をしてきました。

国内のシールドマシンは、トンネルの大きさや地盤の質、固さなどの環境に合わせて工事ごとに独自にマシンが作られるほどの高い技術を持っています。

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