ISSN 0910–4593

Engineering Advancement Association of Japan

2 0 0 9 S e p N o .1 2 1

周年記念号

財団法人

エンジニアリング振興協会

地下開発利用研究センター

設立
20

地下開発利用研究センター
設立20周年記念号

Engineering Advancement Association of Japan

2009 September No.121

Contents

1

祝辞

地下開発利用研究センター設立20周年に寄せて
塚本 修

経済産業省 地域経済産業審議官

2

地下開発利用研究センター 設立20周年記念座談会
特 集
小島
本城
小野
田代
入澤

地球環境問題の解決に貢献する
地下利用の新たな展開に向けて
圭二
薫
武彦
民治
博（司会）

東京大学名誉教授 財団法人エンジニアリング振興協会 顧問
独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 理事・資源備蓄本部長
清水建設株式会社 代表取締役副社長
鹿島建設株式会社 取締役専務執行役員 土木管理本部長
財団法人エンジニアリング振興協会常務理事
地下開発利用研究センター所長

コラム 大型プロジェクトの展望

10

低炭素社会に向けて地下を視る！ ～地下計測技術の最前線～

CO2地中貯留（CCS）
実用化へのステップアップ●ミュー粒子を利用した地中空洞化調査システム

川崎地質株式会社

佐藤 光三● 衛星画像による地盤変動解析

東京大学大学院工学系研究科エネルギー・
資源フロンティアセンターシステム創成学専攻（兼担）教授●浅海OBC反射法探査技術

低炭素社会を支える

柏木 孝夫  東京工業大学統合研究院 教授
14

大深度地下と鉄道、
道路、
ライフライン等のさらなる
地下有効利用に向けて

株式会社大林組
鹿島建設株式会社

飛島建設株式会社・三菱重工地中建機株式会社

地下で貯める！ ～地下貯蔵技術の最前線～●ANGAS（Advanced Natural GAs Storage）

進化するインフラ
地下利用で進化する首都高速道路

社団法人日本ガス協会他12社

地下を活かす！ ～地熱発電技術の最前線～

首都高速道路株式会社  技術管理室 設計技術グループ

地下空間利用の最新動向

地下を拓く！ ～地下掘削技術の最前線～●URUP（ユーラップ）
工法（Ultra Rapid UnderPass）●ハーモニカ工法
大成建設株式会社●トレール工法（スライド式カッタビット交換システム）

都市・地域整備局 都市・地域政策課 大深度地下利用企画室

花村 哲也  元 岡山大学大学院環境学研究科 教授

株式会社ダイヤコンサルタント●矩形断面シールド工法

国土交通省

えんじにありんぐ・ふぉーらむ

応用地質株式会社
株式会社地球科学研究所●新しい地盤調査法〜微動アレー探査〜

分散型エネルギーシステムと熱電変換技術の可能性

レポート 地下利用—最新の話題

23

レビュー 地下空間・技術開発最前線

●地熱発電

19

J–Power 電源開発株式会社

地下開発利用研究センター 20年のあゆみ
編集後記

28
29

表紙左下の写真：首都高速道路株式会社提供

祝辞

地下開発利用研究センター
設立20周年に寄せて
塚本修

経済産業省 地域経済産業審議官

平成元年（1989年）に地下開発利用研究センターが、財団法人エンジニアリング振興協会の付置機関として、

特に、
未利用エネルギーの開発分野では、
地中熱などの熱源の温度差で発電する高効率熱電変換システムを

地下空間の高度利用に必要なエンジニアリングの研究開発を行うために発足して以来、順調な発展を遂げられ、
このたび20周年を迎えられましたことに対し、心からお慶び申し上げます。
皆様御高承のとおり、昭和60年代前半から、経済・社会活動の新たなフロンティアとして地下空間が注目を集め、地下空間に関するさまざまな議論が行われました。
こ
れらを踏まえて、より安全で経済的な地下空間利用の技術開発などを行うことを目的として、地下開発利用研究センターが発足したと承っております。
地下空間は、騒音、振動などの遮蔽性、
恒温・恒湿性、耐震性などに優れ、空間スペースが限られた我が国において新たな経済・社会活動の場を広げるうえで、
また、豊
かさとゆとりの実現、
活力ある経済社会の構築のために大変有望な分野であるとともに、無限の可能性を有する

初めて実用化に成功させました。
また二酸化炭素地中貯留技術研究開発に係わる全国貯留層賦存量調査においては、国内で大量に二酸化炭素を排出している施設の近傍地域における地中貯留の可能性について初めて明らかにしました。
他方、地震対策や環境の改善に関連した環境・防災技術についても多くの実績を残すなど活躍の場は、確実に拡大しています。
このように地下開発利用研究センターは、
我が国経済・社会の新たな発展のためにさまざまな活動をしてこられました。
これらの成果に基づく情報は、
地下空間の利用にあたって広く役立てられていると承知しております。
これらの成果は、新分野の開拓にご尽力いただいた学
識経験者の方々や関係業界の皆様のご指導・ご支援の賜であり、深く感謝申し上げます。
一方で、大深度地下利用につきましては、
平成12年に身近なフロンティアとして、
国民生活と経済の発展のために大きな可能性を与えるものであります。
このため、地下空間利用は、都市部における地上の飽和状態を解決し、今後の都市機能として不可欠なエネルギー供給、防公共の利益となる事業による大深度地下の使用に関し、その要件、手続等について特別の措置を講ずることにより、
当該事業の円滑な遂行と大深度地下の適正かつ合理的な利用を図ることを目的とした「大深度地下の公共災などのための施設を、新しいインフラとして導入する際の有力な手段となるものと期待されております。

的使用に関する特別措置法」が制定されました。
経済産業省といたしましても大深度地下の積極的利用のさらな

このような社会・経済の要請のなかで、地下開発利用研究センターは、発足以来、数々の技術開発や調査の成果をあげてまいりました。
発足後10年間は、大深度地下空間開発技術などのる促進に努力してまいる所存であります。
今後の地下空間利用に際しましては、
地下開発利用研究センターがこれまでに蓄積してこられた研究成果が大いに役立つものと期待しております。
また地下開発利

地下空間利用システムに関する研究開発と実証実験な
どの研究事業を展開してまいりました。
その成果は、
地

用研究センターの果たすべき役割はますます重要になるものと確信するとともに、一層のご活躍を期待するもの

下空間開発利用に関するマスタープラン・ガイドブックの刊行などにより広く活用されております。
その後、エネルギーの地下備蓄に関する技術調査などを継続実施しながら、最近10年間は、
地球温暖化対策

であります。
最後になりましたが、地下開発利用研究センターのこれまでの活動に心から敬意を表しますとともに、
地下開発利用研究センターの今後一層のご発展を祈念いたしに関連する未利用エネルギーの開発や二酸化炭素地中貯留技術開発事業なども手がけてこられました。

まして、お祝いの言葉に代えさせていただきます。

ENAA Engineering No.121 2009.9

1

地下開発
利用研究センター

設立20周年
記念座談会

特 集

地球環境問題の解決に貢献する
地下利用の新たな展開に向けて～低炭素社会を拓くエネルギー新時代への挑戦～
1989年の設立以来、地下利用の可能性や技術などの研究成果をまとめた『地下空間利用ガイドブック』の発行、
大深度地下使用法の施行による地下利用の促進の支援など、
地下開発利用研究センターによる主な成果や20年間の歩みを振り返る。
さらに、
低炭素社会へと時代が急速に移行するなかでの、技術の進化と地下利用のこれからの展望について…。
＜出席者＞

小島
本城
小野
田代
入澤

圭二
東京大学名誉教授 財団法人エンジニアリング振興協会 顧問
薫
独立行政法人 石油天然ガス
・金属鉱物資源機構 理事・資源備蓄本部長武彦
清水建設株式会社 代表取締役副社長
民治
鹿島建設株式会社 取締役専務執行役員 土木管理本部長
博（司会） 財団法人エンジニアリング振興協会 常務理事
地下開発利用研究センター 所長

2

ENAA Engineering No.121 2009.9

地下センター 設立20周年記念座談会

1

地下開発における20年の歩みと成果したプロジェクトに積極的に取り組んだという時期でありました。
主に、

深度地下使用法（大深度地下の公

国家プロジェクトとしての国家石油共的使用に関する特別措置法）の備蓄、それから道路、トンネルに関す施行等やシールド技術の進化等にるさまざまなプロジェクトが推進され

入 澤（司会）: 地下開発利用研究

より、着実な都市域のインフラ整備、てきました。
地下センターとしては、
そセンター（以下、地下センター）は平環境・エネルギー関連の貯蔵施設のうした技術やノウハウを結集して『地成元年（1989年）に設立され、
この9建設・実証など、社会や時代の要請

下空間利用ガイドブック』
を作りまし

月で20周年を迎えることができましに応えた地道な地下利用の進展がたが、それが初期の10年間の集大成た。
この20年を振り返りますと、前半見られた時期であったと言えます。

であったと思います。

の10年はバブル景気に乗りつつ地

まず、小島先生にこの20年の流れや後半の10年は、おっしゃられたとお下空間利用事例の展示場的な激動

印象に残るトピックなどについており、着実な都市域のインフラ整備、
環期であり、活動の成果は、地下空間話しいただきたいと思います。

境・エネルギー関連の貯蔵施設の建地下空間利用ガイドブックと大深度地下使用法

設・実証など、ニーズに合った、
地道なの活用や技術を小島先生はじめ関係者の方々のご協力でまとめた『地小島 : 最初の10年は、欧米の先進的

地下利用の進展が見られた時期と下空間利用ガイドブック』に収めらな地下利用システムや技術等の事例

言っていいでしょう。

れています。また後半の10年は、大を研究し、さらに日本の技術も活用

過去20年間で地下利用に対して

ENAA Engineering No.121 2009.9

3最も大きなインパクトを与えたのは、

着実に研究や活用が進んでいっ

基づきLPG国家地下備蓄基地を現

阪神淡路大震災でした。
エネルギー

た前半の10年、その後の10年は、世の在2箇所建設中です。
また石油の国

関係の安定供給と防災環境への取中の情勢の変化でさらなる違った形

家地下備蓄基地については、
平成5り組み等が改めて大きな課題となり態の地下の利用が顕著となり、パラダ

年に操業開始して以来、
安全性、
防

ました。
これを契機に、地下の重要性イムが明らかに変わってきています。

災性など、地下のもつ優位性をフルにが再認識されるようになり、最近の中それに合わせて社会のニーズも変発揮しながら、
国家備蓄基地として越沖地震においては、
柏崎の原発のわってきたところで、焦点をどこに向け重要な機能を担っています。
現在、
国

半地下という構造をもった6号・7号

るか、といった課題に直面しているの

家石油備蓄として約5,100万KL備蓄

機は、地表にそのまま置くよりも耐震が現在の状況であり、次の10年にさされていますが、そのうち地下備蓄性という面で半地下のメリットがあっらに期待がふくらむと、この20年を振基地には、3つの基地合わせて約たと聞いています。

り返りながら感じているところです。

480万KLが備蓄されています。
国家石油備蓄の約1割が地下に備蓄され最近のトピックは、
エネルギー問題と環境対策です。CO2の削減、炭

入澤 : 石油ガス備蓄技術の調査研ているということであり、地下備蓄基

化水素からの新エネルギー、
原子力

究を通して、
石油ガス国家備蓄が実

地は我が国地下空間利用の代表事への電源の移行、
持続可能なエネル

現されました。
また、LPGの国家備例の1つとなっていると言えます。

ギーへの転換が起こっています。
一

蓄関連業務については当センターに

さらに現在、
平成24年度完成を目例として、CO2の地中貯留（Carbon「備蓄プロジェクト室」
を設け、
立地調

指して、LPG地下備蓄基地の建設

Dioxide Capture and Storage 以 下、査など各種調査検討について対応が進められています。
これは国家プ

CCS）技術があります。
まだ実証段階させていただきました。
国家備蓄関

ロジェクトとして、日本全体の産学のですが、CO2 排出削減に効果的で係を中心としたプロジェクトはどのよ

技術力を結集した重要プロジェクト

あり、
大きな期待が持たれています。

うに推移されてきたのでしょうか。

であると認識しています。

さらに、石油の備蓄に加え、
天然ガス

地下備蓄事業とシールド技術の進化の地下貯蔵、
流通システムも注目を集め、今までの地下利用と違って、施行され、地下利用の拡大を促進する

貯蔵して、流通させなくてはいけな

本城 : 石油天然ガス・金属鉱物資きっかけとなりましたが、その後どのよいというシステム利用が大事である源機構（Japan Oil, Gas and Metals

うな変化があったのでしょうか。
特に、

ことが、
国内においても認識されつ

National Corporation 以下、JOGMEC）

シールド技術の進化はめざましいものつあります。

は、
独立行政法人として国の政策にがあり、工期の短縮やコスト削減に貢献

小島 圭二

本城  薫

こじま けいじ

ほんじょう かおる

東京大学名誉教授（理学博士）
財団法人エンジニアリング
振興協会 顧問

独立行政法人 石油天然ガス・
金属鉱物資源機構
理事・資源備蓄本部長

1937 年生まれ
19 61 年 東京大学理学部卒業
1963 年 東京大学大学院修了
建設省土木研究所研究員
1972 年 東京大学助教授
1984 年 東京大学教授
1998 年 現職
専攻  地質工学、
資源開発工学4入澤 : 2001年に大深度地下使用法が

ENAA Engineering No.121 2009.9

1953 年生まれ
1976 年 東京大学工学部卒業 通商産業省入省
1985 年 金属鉱業事業団キャンベラ事務所長
19 91 年 工業技術院総務部研究開発官
1994 年 国際協力事業団鉱工業開発調査部計画課長
1996 年 資源エネルギー庁石油部精製課長
1998 年 生活産業局住宅産業窯業建材課長
2001 年 資源エネルギー庁資源燃料部鉱物資源課長
2002 年 東北経済産業局長
2008 年 現職

地下センター 設立20周年記念座談会
私はこの10年が、さまざまなものを

ガス）の地下貯蔵などが主な論点でし

地下に建設する、もしくは利用するう

たが、さらに幅広い分野の深い部分

田代 : 大深度地下使用法の施行とえでのコスト的なポテンシャルを高めまで議論ができたことは非常に有意相まって、より低コストで掘る技術やてきた10年であったのではないかと義であったと思います。
そうした体験

施工する技術が急速に進化してきとらえています。
そういう意味でも技を通したソフト、
ハード面での技術のました。また、地上から掘って施工

術的にさらに進化することにより、
都

蓄積と、
そのプロジェクトを通じた人するのではない非開削の拡幅など、

市の環境問題への対応という視点かの育成、これは貴重な成果でありまし課題があってもそれを補完していくら、
地上での開発計画は難しくなる一

た。
一方、
その間、
都心部のインフラ整技術も開発されています。シールド方で、地下に対しては、
強い追い風が備という面では格段に進み、
なかでも

では、
大口径や複合円形断面、
矩形

吹くのではないかと考えています。

シールド技術は、
大深度、
大口径、
長

されていると聞いておりますが…。

距離についての幅広い研究、
開発が

断面など、
多様な用途に対応できる技術が可能となっています。
また、地

小野 : 私どもが、「地下空間の利用」と実施されました。
それらの成果が大中で分岐、あるいは接合させるといいうテーマで海外の調査を実施し、深度立坑への取り組みと呼応し、東うような高度な要求にも対応してきさまざまな議論をはじめたのは、
昭和

京湾横断道路を契機として飛躍的なましたが、さらにコスト的にも有利に

50年、60年頃のことでした。
それまで進歩を遂げ、
現在のライフラインの整使える可能性が出てきています。

は主に地下発電所やLNG（液化天然

備へと結びついたのだと思います。

2

環境の変化と技術開発の重要性
入澤 : この20年間に、社会情勢も踏の著しい変革、1992年のリオデジャ

阪神淡路大震災の耐震設計の改革

まえ、
取り巻く環境は変化してきましネイロにおける地球サミット（「環境というような大きな変革等が続いてた。
たとえば、1990年代の入札制度と開発に関する国連会議」
）
、
さらに

います。
また、
現在経済は低成長期に

小野 武彦

田代 民治

おの たけひこたしろ たみはる

清水建設株式会社代表取締役副社長

鹿島建設株式会社
取締役専務執行役員
土木管理本部長

1944 年生まれ
1968 年 北海道大学工学部卒業
清水建設株式会社入社
2000 年 北海道支店長
2003 年 常務執行役員 北海道支店長
2005 年 取締役専務執行役員 土木事業本部土木営業統括
2007 年 代表取締役専務執行役員 土木事業本部長
2008 年 代表取締役副社長 土木事業本部長
2009 年 現職

1948 年生まれ
19 71 年 東京大学工学部卒業
鹿島建設株式会社入社
2000 年 東京支店土木部長
2005 年 執行役員 東京土木支店長
2007 年 常務執行役員 土木管理本部長
2008 年 専務執行役員 土木管理本部長
2009 年 現職

ENAA Engineering No.121 2009.9

5

また、
これからは日本だけでなく海外へもビジネスチャンスを求める時代です。
海外で地下開発に取り組
むときには、
どうしても一企業では対応できません。
ある程度大きな力入り、税収が伸び悩むなか、
公共投

く、計画を立てて完成するまでにはが必要なプロジェクトになると、日本資が抑制され、建設事業におけるコ

20年近くかかります。
ですから、
その

の各企業のみならず、政府も一体とスト縮減が顕著となっています。
しか間をどうやって補完していくかが大なったオール日本丸的な取り組み方

しながらこのような状況のなかでも、きな課題であり、建設・更新とバックというものが必要となります。
つまり日

逆に、
技術開発については活発であエンドをセットで考えなければなり本の技術の集約による海外戦略のり、
地下開発利用技術を含め、建設ません。
われわれはそういった分野展開が求められていると思います。
そ会社各社とも技術開発意欲というのでもビジネスチャンスを生み出してこで、異業種も含めたエンジニアリン

は活発に新しい分野を切り拓き、
現

いきたいと思っています。
また、
これ

グ振興協会（以下、
エン振協）
の組織

場作業を合理化するための多くのからの課題の1つは、自社だけにこ力が推進力になることを期待します

技術開発成果が生まれてきているとだわることなく、幅広く知見や技術し、このような組織が貴重で大変有感じております。
こういった背景のなを集約して異業種連合を作って活効だと考えています。

かで、時代の変化に対応して企業と動していくことです。たとえ同業でして生き残るために何を重点的に指あってもお互いの強み、弱みを、よく

本城 : 将来に向けて、夢のあるプロ

向し、どのように技術開発に取り組ま自覚し、補完し合う技術開発や、共ジェクトを提案していくうえでは、新たれているのか、
また、
今後の地下開発

同開発を行うことも目指していきたな技術シーズが不可欠とされることの課題等はどのようなものがあるのいと思っています。

が多く、技術開発の重要性は、言うまでもありません。石油およびLPG地

でしょうか。
田代 : 地下空間は、掘削技術や構下備蓄基地建設を通じて得られた造物においても多種多様でバラエ

技術的知見や経験は将来に向けてティーに富んだことができる可能性

蓄積、伝承されていくことが必要であ

小野 : CSR活動への取り組みとしてがあります。
また、地下から地下に作り、
このため、
地下備蓄基地建設によ

企業の社会的責任が高まるなか、
公業を行ったり、掘削した土を表へ出る技術成果を、
原子力をはじめ備蓄

正かつ透明な活動の推進が経営のさないで処理するなど、さまざまな以外のさまざまな地下利用プロジェ

課題の1つとなっています。
同時に、地

課題やテーマがあります。
このようにクトに活用していくことが有意義で

球環境問題は、すべての事業活動に幅広い可能性がありますので、土木あると考えております。

不可欠なものであり、
現在、
この2つ

だけではなくて、
小野さんが言われ

JOGMECは、石油や金 属鉱物資に注力しながら企業としての活動にた異業種との連携や共同利用など

源等の地下資源の開発促進という事取り組んでいます。

も含めて、それをどういうふうに作っ業も実施しており、JOGMECの職員

技術開発分野においても、建築、ていくか、ということにもこだわっての中には地質、資源工学等の地下関

土木、全社を含めたすべてが、この

いきたいと思っています。
時代の変連技術を学んだ人材が多くおります。

地球環境問題につながると言って革と近年の業界の変革を踏まえ、近年、大学に資源工学関連の学科がも過言ではありません。今後取り組

益々技術力の必要性が求められて少なくなってきていることを大変残念

むべき分野として、エネルギーの多います。
そのなかで社会インフラのに思っていますが、
将来、
夢のある地

様化への対応、備蓄やデリバリーな代表の1つとして、地下空間利用技術

下関連プロジェクトを提案、実現してどが挙げられます。特に原子力につを集約した発展が益々求められていくためには、
土木、
資源、
地質等の地

いては、そう簡単にいくものではないると思います。

下関連技術分野を学んだ若手技術

キーワードはすべて「地球環境問題」

6

ENAA Engineering No.121 2009.9

地下センター 設立20周年記念座談会者が不可欠です。
将来に向けた人材す。
こうした技術開発、人材育成につさらに、もう1つ気になるのは、
技術

育成は、
大きな課題となっています。

いては、
特に国全体の政策的視点が開発というのは法制度にかなり影響求められるかと思いますが…。

され、左右されるという点です。
要す

技術開発・人材育成を牽引する
国のプロジェクト

るに、法規制されてしまうと、その規
小島 : 私は、技術の発展・開発を支制をクリアする技術はできるけれど

入澤 : なるほど、技術開発を突き詰えるのは国のプロジェクトだと考えても、規制にしばられて、創造的な技術

めていきますと、大学からの教育をはいます。
国のプロジェクトが牽引しては発展しないということになりがちでじめ人材育成の問題まで議論が及いって、そのなかでそれぞれが開発す。
たとえば、2002年から本格定着びますね。
また少子高齢化も影響しした小さな技術も使えるような、あるの、いわゆる原則、
一般競争入札制

まして、各社における技術の継承もいは継承していけるような火種を常

度は、技術開発の観点から見ると、
行

深刻な問題となり、人材の育成が一に残さなくてはいけません。
また、国

き過ぎるとマイナス効果となることも層重視されています。
当エン振協にが強力にもっとプロジェクトを増やあります。
日本を支えてきた技術開発

おきましても、
エンジニアリング産業

し、そのなかでそれぞれが継続しな力のバランスが崩れる可能性があるにおける人材の育成ということに重がら技術を継承していける、
そういうことを指摘される方も多く、十分な検点を置いてここ数年取り組んでいま

予算措置を執る必要があります。

討と対応が望まれます。

3

地下開発の方向性や地下センターに期待される役割
入澤 : 地下センターでは、
自然宇宙線の1つである、
ミュー粒子を活用したプロジェクトに取り組んでいます。

水や食料問題、海外進出も視野に老朽化した上下水の整備など、一層の安全、安心な社会構築にも取り組む必要があります。

ミュー粒子を使い地中をスキャンす

田代 : 私はこれまでに、ダム関連の現在の地下センターには異業種のるようにしてマグマの位置も計測で施工分野に携わってきましたが、や方もおられますので、そういう企業にきる技術です。
浅間山の噴火活動もはり、人間としての命や生活に関連も調査研究事業に幅広く参加してい観測でき、新聞にも掲載され、話題とした治水や利水、
また農業用水に関ただくことにより、ますます地下利用なりました。

連した食料問題が今後の大きな課の範疇が広がり、価値がまた高まっ

昨年度から、
ミュー粒子を上から題だと感じておりますし、その方面にていくのではないかと考えています。

受けて、地下空洞を発見するとか、
そ

目が向きます。21世紀は、さらに人

本年度から私は、小野委員長の後の地盤状況がどうなっているのかを口が増加し、
地球全体としては、
水とを継いで、
地下センターの運営会議

把握する技術開発に取り組んでいま食料がかなり不足する時代になるこ委員長を仰せつかっていますが、
そ

す。
これは、
直近の新たな取り組みのとは明らかです。
そういう意味で言うのような思いをもちながら、活動した一例ですが、
このほか、
今後、
注目す

と、
今後は地下空間において、
エネル

いと感じております。

る地下開発の方向性や地下センター

ギーの備蓄だけではなくて、食料やに期待される役割についてはいかが水を備蓄する可能性もあると思いま

小野 : 私も水ビジネスには注目してでしょうか。

す。
勿論、都市のさらなる防災も含め、います。
政府も支援の方向で動き始

ENAA Engineering No.121 2009.9

7

めていますが、1年、2年で花開くと伝承と、意欲ある後継者の育成の解が不可欠なのかという視点が必要とは思えません。
しかし、
こうした分野決策となるのではないでしょうか。

なっています。

でも、ある部門のパーツだけでやっていたのでは、
これからはもう成長していかないのではないかと考えていま

シーズとニーズをつなぐハイウェイとして経済産業省は「イノベーションスー
パーハイウェイ構想」
を提唱しています。
この構想は、技術のシーズが商品す。
要素技術を集約して全体をマネ

本城 : これまでの「産学連携」と言化につながるハイウェイが、
一方通行

ジメント、
最適化するような役割を、
特

えば、
基本的には大学や公的研究機に流れるのではなく、双方向に流れにエン振協には期待したいと思って

関の基礎研究成果や技術シーズをているイメージです。
その双方向の流います。

もとに、産業界が応用研究や開発研れとなるハイウェイの役割こそ、
エン

たとえば、
海外に出て行く際も、官究をして実用化につなげるという言

振協に期待されているものだと思い

民一体となって、上流から下流のシス

わば「一方通行のモデル」
でした。
と

ます。
そのハイウェイは出発地点と目

テムそのものも含めた全体の研究をころが最近は、「一方通行」
ではなくて標地点を単につなぐだけではなく、途主導していただくなかで、われわれ民「双方向の流れ」に変わってきていま中のインターチェンジからさまざまな間企業も参画していきたいと考えてす。
すなわち技術シーズから出発して異業種の技術やニーズが入ってきて、

います。
また、
こうしたプロジェクトに参商品開発化へいくという流れと同時

さらにそこには新たな出会いの場も加することで、国際社会で通用する人に、逆方向に商品開発という目から設定されていきます。
そのような出会

材が育つのだと思います。
こうした活

見て、
どういう技術シーズが必要とさいの場から夢のある大きなプロジェク

動が、今、最大の課題である、
技術の

れるのか、
またどのような基礎研究

トが生み出されていくと思います。

4

低炭素社会と持続可能な社会の実現に向けて入 澤 : 現 在、エン振協ではCO2削

後、サステイナブルな社会の構築を目

Recovery：石油増進回収）に取り組ん

減において即効性がある技術とし指して、エネルギーシステムの転換をできた経験があります。
これはCO2て 注目されて いるCCSについて、

はじめ、
地下利用でも大きな転換がにより原油回収の増進を図るもので

地 球 環 境問題を専門に扱う財団あるのではないかというふうに思ってす。
今後さらなる発展が期待されてであるRITE（Research Institute ofおります。
そういったなかで、今後のいます。今後、エネルギー需要形態

Innovative Technology for the Earth：

21世紀の地下空間利用の展望につは、GTL、
メタノール、
水素等、
多様化

（財）
地球環境産業技術研究機構）

いて、最後にご意見をいただきたいとしていくことが予想され、
流通も含め

と協力し、
実際に1万トンのCO2その思います。

たトータルなエネルギー供給システ

ものを地下1,000mの帯水層に注入するという事業を進めてきました。
新潟県の南長岡で実証実験を行い、非8切り札として期待を集めるCCS

ムの構築が求められると思います。
このような状況を考えれば、エネルギー大消費地である大都市近傍での地

常に大きな成果をあげています。
こ

本 城 : 実はJOGMECは以前から

下空間利用も今後重要になってくる

れはＲＩＴＥを通じて発表され、国クウェート、アブダビ等の産油国とと思います。

際的に高い評価も受けています。
今

協力して、CCS–EOR（Enhanced Oil

ENAA Engineering No.121 2009.9

地下センター 設立20周年記念座談会
小島 : 最近、新聞にもよく出て話題はやってくるであろう「化石燃料がな

イドレートへの研究を進めていますになっている大きな展開があります。

くなる」、あるいは「新エネルギーはこが、こうした方向性も1つの「地下開

それは、中東の産油国だけでなくほれだけ使え」という議論が熱してくる発」と言えるのではないでしょうか。

かの産油国も、そろそろ炭化水素社

前に、今から備えておくこと、それが会だけではなくて、
炭化水素と持続

重要です。
そこから、
いろんな可能性

入澤 : あたり前の基本事項かもしれ可能なエネルギーを併存させた社会が見えてくるはずです。

ませんが、社会のパラダイムの変化、を目指して動き出していることです。
脱炭化水素にも耐えられる国にしな
くてはいけないということで、急速に、海洋資源大国、
地下開発先進国日本に向けて技術の進展の動向を分析して、技術の開発と利用形態の創出を検討す
る場を維持しながら、次の世代に魅みんなが考えるようになってきていま

田代 : なるほど、さらに低炭素社会力のある長期目標をかかげること、す。
特に、この頃人と話をしていると、に向かって時代は加速するわけです

それが重要な課題だと思います。
そ意外と脱炭化水素の時期って早いね。
新エネルギーと水と食料、
これはのためにも、
前述した『地下空間利用かもしれないぞ、ということなのです。

これからの時代が求める3点セット

ガイドブック』
を時代に即した改定にこういうところにも、かなり地下が絡かもしれません。

よって提示していくことが、先ず21世紀の入り口、20周年にあたって、第一

んでくるビジネスチャンスがあると言そういう意味で言うと、
地下でエネ

えます。
その筆頭が、CCSです。
それルギーの備蓄だけでなく食料も備から都市のインフラのなかでの物流蓄していく。
それから極端なことを言

また、
これまで、
地下センターでは、などは、それぞれの国の実情に合わ

うと、日本海側から太平洋側へ地下

CCS事業においても私どものなかだ

せて地下を使っていくというケースがを通して水を運ぶなどの可能性も、けで考えるのではなく、広く会員の皆増えることでしょう。21世紀の後半あるのではないかと考えています。
ま様方とのやりとりを重視してきました。

に向けて、そういう動きを察知しながた、エネルギー施設の地下化、鉄道

そのなかでさまざまなご提案をいたら、いろいろなプロジェクトを地道にや高速道路の都市交通インフラ施

だき、
実際に取り組んできましたが、考え、取り組んでいくという仕組みが設の地下化、
防災関連施設の地下化

多くの先生方や経済産業省のご協力

エン振協にあるといいのではないで等が実現し、
進展しているなかで、直も得ながら、
プロジェクト化をすすめしょうか。

近的な課題としては、
近年の大都市てきたというのが基本姿勢です。

にする仕事かもしれません。

個々の企業は当然それなりのこと

圏で顕在化している気候変動に伴

また、
大深度地下使用法の活用には考えて取り組みますが、国家プロ

う突発的な豪雨が原因の都市型水よる地下空間の可能性のさらなる追ジェクト、国の先導で行うことにより、害に即応可能な、
既存地下施設より求とともに、
新たなエネルギーシステ

さらに加速度が増します。
そういうか

深い、
すなわち大深度の地下貯留施ムの開発やCCSの実用化についてたちで海外にビジネスチャンスを求設の構築なども課題の1つではないも支援していきます。
低炭素社会とそめることも重要です。21世紀半ばにかと考えています。

の先にある、
さらに豊かな社会作り、
インフラ作りにも取り組み、今後も皆小野 : 現在、
世界的に海洋資源開様と共に30年、40年と歴史を刻ん発への関心が高まっており、我が国でいきたいと考えております。

は海洋資源大国として注目されてい本日は、ありがとうございました。

ます。
国家レベルでも海洋基本計画を策定するなど新たな取り組みが開始されており、
私も田代さんと土工協

  入澤  博  いりさわ ひろし

司会

財団法人エンジニアリング振興協会 常務理事
地下開発利用研究センター所長（（社）
日本土木工業協会）の「海洋開発委員会」の場で議論を進めているところです。
エン振協でもメタンハ

ENAA Engineering No.121 2009.9

9Column
コラム

大型プロジェクトの展望

1

低炭素社会に向けて

CO2地中貯留（CCS）
実用化への
ステップアップ
東京大学大学院工学系研究科
エネルギー・資源フロンティアセンター システム創成学専攻（兼担）教授佐藤 光三 さとう こうぞう

●1960年生まれ●1982年東京大学工学部資源開発工学科 卒業●1982年帝国石油 株 式会 社入社●1987年スタンフォード大学地球科学部石油工学科 修士課程修了●1992年スタンフォード大学地球科学部石油工学科博士課程修了●1999年東京大学助教授 大学院工学系研究科地球システム工学専攻●2003年東京大学教授 大学院工学系研究科地球システム工学専攻

CCSへの取組みと展望
2020年までの実用化

コストの課題政 府は、2020年までにCO2排出量を05年比15％削減

CCS実用化のための大きな課題の1つはコストであり、中でするという中期目標をたてた。
その内容は、
太陽光、
次世代自

も、
分離・回収の占める割合が大きい。
現在、そのコストはCO2ト

動車、
省エネ住宅などの導入促進、ならびに電源構成においンあたり4000円程度であり、先の行動計画では2015年までて火力発電を相対的に下げるというものである。
低炭素社会に2000円台、2020年に1000円台に下げることを目指してづくり行動計画において、2020年までに実用化を目指すといる。
貯留に関しては、
圧入性を向上させるための坑井仕上げされているCCS（Carbon Dioxide Capture and Storage 以下、

方法や効率的なモニタリングによるコスト削減が望まれる。

CCS）
は、今回の削減具体策の中には入っていない。
しかしな

個々の要素技術開発を進める一方で、CCSをシステムとがら、
これら具体策の進捗如何では、CCSの寄与を前倒しして捉えるという視座に立つことも忘れてはならない。
排出源

で求められることも十分に予想され、CCSの実用化についての立地条件、対象となる貯留層のポテンシャルや性状、排出は、それに備えた対応の加速が必要だと考えている。

源と貯留サイトの距離などを総合的に勘案し、CCSシステム

CCSプロジェクトについて

全体でコストを下げることが重要である。
分離・回収後に達成すべきCO2 濃度やモニタリングの手法・頻度などは一律に決

CCSは、発電所や製鉄所などから排出されるCO2を分離・められるものではなく、サイト固有の特性に応じた最適解があ

回収して地中深くに圧入・貯留するものである。CO2を地中にるはずである。CCSをシステムとして捉え、最小コスト最適操

圧入するという行為自体は、
石油増進回収（EOR）の一手法と業を達成するための方法論を確立することが求められる。

して1970年代から米国を中心に行われているが、温暖化ガス
排出削減を意図したものとしては、1996年に開始されたノル

日本における貯留ポテンシャル

ウェーのスライプナープロジェクトが世界初の事業である。
そ

これまでの調査研究によれば、
わが国周辺のCO2貯留可の後、奇しくも4年間隔でワイバーン（カナダ、2000年）、
インサ

能量は1,461億トンと見積もられている。
この数字は既存デー

ラ（アルジェリア、2004年）、
スノービット（ノルウェー、2008年）

タを用いた机上での評価値であり、貯留率（孔隙容積に占めなどの大型プロジェクトが始動している。
ノルウェーがCCS先るCO2貯留可能容積の割合）などには一定の仮定に基づい進国となった要因としては、1991年に導入された炭素税が事た代表値が用いられている。
数値計算や室内実験などによっ業者側の大きなインセンティブとなったこと、並びに、
北海油て評価手法の妥当性を検証することは困難であり、間接調査

田開発で培った貯留層管理の技術力が挙げられる。

10

CCS実用化に向けてによる貯留ポテンシャル評価の高精度化には手詰まり感があ日本では、
北海道夕張や新潟県南長岡において実証試験る。
早期に大規模実証試験に着手し、実データを集積するこが行われてきた。
南長岡では、
地下約1,100mの深部塩水層とが不可欠であって、原位置で実際に観測される 貯留挙動を対象として、
平成15年の7月からの約18ヶ月で合計約1万トに基づいてポテンシャル評価手法を検証・修正するステージ

ンのCO2が貯留された。
圧入中から現在に至るまで複数のに移行すべきである。

観測井を用いたモニタリングが継続して実施され、
そこで得

さらに、
貯留ポテンシャルを付与のものとして捉えるのではられた貯留CO2挙動解析に関わる成果は国内外から高く評

なく、人為的にこれを増大させる可能性の追求も重要となる。

価されている。

CCSの対象層としては基本的に不透性のキャップロックが上

ENAA Engineering No.121 2009.9

ENGINEERING Column Part 1部に存在することが前提となるが、例えば、砂泥互層の下部をの保障が必須である。
そのためには、CCSを展開していく過程

貯留対象層としたCO2圧入を適切に制御することによって、互で経験と実証を積みながら、安全性を検証する技術やシステム

層に遮蔽効果を機能させることも可能であろう。
それぞれの地を開発し、それを標準化する必要がある。
同時に、万が一漏洩し域の地質状況に応じて、どのような貯留技術があるのかを検た場合にも備えた補修技術の確立も求められている。

討しながらポテンシャルを確保することが求められている。

安全性の追求について
CCSの安全性を、
インターネットの安全性に例えてみたい。
私

拡がる応用と地下センターへの期待
学としての取組みと応用研究

は80年代中旬に、アメリカで初めて電子メールに触れたが、そのCCSに直接関連するものとして、
当研究室ではパッシブモ

当時は大学内の閉じた環境での使用に限られており、安全性にニタリング技術の開発、漏洩補修技術の開発、砂泥互層の不安を感じたことはなかった。
90年代初旬に再渡米した頃には、遮蔽機構解明、
不確実性の定量化、などの要素技術研究に学生にも学外からのメインフレームアクセスが許可されており、取り組んでいる。
また、CCSに新たな価値を付加すべく、貯留電話回線を介した通信に若干の危うさを感じた記憶がある。
そされたCO2を微生物代謝を通じてメタンへと変換し、
これをエ

して現在、
不特定多数のアクセスが許されるインターネットにおネルギー源として再利用する持続型の炭素循環システムを構いてはセキュリティーに配慮することが当然であり、無防備な使築することを目指した応用研究も行っている。CCSは結果と用は何らかの危険を伴うような状況になっている。

して、高温の地中にCO2を高濃度で集積させることになる。
熱

インターネットの安全性は、普及の度合いに応じて大きく変力学的に大変魅力的なこの環境を有効に活用し、CCS本来質してきたが、同じことがCCSにおいても予想される。CCS導の目的に加えたプラス思考の研究を学から発信することも、入段階においては、
遮蔽機構の健全性が容易に検証可能なCCSを広く展開する上では重要なことと考えている。

貯留層を優先的に選択し、専門家による十分な管理の下での操業がなされるであろう。
この段階でのCCSの安全性に問題

地下センターが今後果たす役割や期待はない。
普及に伴い、貯留層の対象範囲は拡がり、安全性の検大規模実証試験を経て将来的には、年間100万トンクラ

証にはより一層の慎重さが求められるようになる。CCSの普スのCCSプロジェクトを複数稼働させることを目指さなけれ

及は一方で、必ずしも地下を理解しているとは限らない事業者

ばならない。CCSは、
低炭素社会実現のための「未来」
技術の新規参入も招くであろう。
このような状況下では、
不十分な知

ではなく、
喫緊の課題としてのCO2排出削減に実効的な「今識での使用が危険を伴うインターネット同様、CCSの安全性の」技術として必要とされている。
そのような状況を反映し、多も脅かされ兼ねない。
普及後のインターネットにセキュリティー

種多様な業界の方々がCCSに関心を持ち、情報を必要とし対策が対になっている様に、普及後のCCSについても安全性ている。
必ずしも「地下」
についての理解が十分ではない方々に対して、CCSの実際と課題を適切に伝える

B工場機能が望まれるが、地質分離・回収施設B
圧入施設B

A工場

関連会社等幅広い地下技術の専門家が集まっ

分離・回収施設A
圧入施設A
10km
以内

ているエンジニアリング
振興協会の地下センターの役割はその意味で

海底坑口
装置

も益々重要となるであろう。
それと同時に、
異業種からの新たな発想をERD

取り込むことも技術開発においては有効であり、
技術シーズがCCSを成熟させることにも期待
泥岩遮蔽層

したい。
これからも、
地下センターには、技術交流の場としてCCSの発展
貯留層は
海底下1000m以深と普及に大いに寄与していただければ有り難

砂岩帯水層
CCS概念図 ERD：Extended Reach Drilling（大偏距掘削）

いと考えている。
（図表出典は日本CCS調査株式会社ホームページより）

ENAA Engineering No.121 2009.9

11

Column
コラム

大型プロジェクトの展望

2

低炭素社会を支える分散型エネルギーシステムと熱電変換技術の可能性
東京工業大学統合研究院 教授

柏木 孝夫 かしわぎ たかお●1946年生まれ●1970年東京工業大学工学部卒業●1979年博士号取得●1980 ～ 1981年米国商務省NBS招聘研究員などを経て1988年東京農工大学工学部教授に就任。
●1995年IPCC第2作業部会の代表執筆者となる●2007年から東京工業大学統合研究院教授。
経済産業省の総合資源エネルギー調査会新エネルギー部会長、
日本エネルギー学会会長、
日本学術会議連携会員なども務める●2008年4月文部科学大臣表彰科学技術賞（研究部門）
受賞

新たな流れ
化石燃料から非化石燃料へエネルギーと生活のイノベーション
今、世界は、
低炭素社会の実現に向けて大きく舵を切って進み始めている。2050年に向けたクールアース50において、日本は6 〜 8割、
世界的なコンセンサスにおいては先進国は8割CO2を減らすという目標が立てられ、わが国においては、「化石燃料から非化石燃料へ」と「化石燃料の高効率利用」という両輪で、規制法が制定された。
さらに新エネルギーモデ
ル国家として政治決断されたのが太陽電池である。
太陽電池
国家をめざすという福田ビジョンを継承し、麻生政権においても、2005年、32万所帯140万kW入っていた太陽電池を2020年で20倍にする、という目標が立てられ、新法では、
太陽電池から発電した電力は、固定価格で買い取ることも新た

図1 分散型エネルギーシステム

な方策として打ち出された。
このような背景のなかで、「化石燃料から非化石燃料」
への流れは一層加速し、エネルギーシステ
ムや生活にも大きな変化をもたらそうとしている。

先進エネルギーアドバンスシステム

12

それでは、
反時計回りのテクノロジーがもたらす分散型のエ
ネルギーシステムとは、どのようなものであろうか。ICTというインフォメーション・コミュニケーション・テクノロジーが注目を集めている。
例えば分散型の太陽電池を使うと、太陽が照ってさて、期待される新たなエネルギーシステムとは、どのようないるときには、その地区が発電所になり、晴れている地区から

ものか。
それは、
端的に言うならば、大規模集中型と分散型の曇っている地区に電力を送るようにする。
今までの大規模集

バランスのとれたシステム化である。

中型の場合は、上（供給サイド）から下（需要サイド）
へ電力を

電力はこれまで、
化石燃料を使って規模のメリットを活かし供給していたが、オンサイトの分散型の場合は、下流・低圧電ながら大規模集中型でつくられてきた。
そのプロセスは、
時計

力網内で電力を融通しあうことが必要となるので、双方向の回りのシステムだったことがいえる（図1参照）。
これでいうと、電力供給システムの確立が重要になる。
さらに、これをもっと化石燃料・熱・動力・電気、という流れであった。
いわば、
「熱機

膨らませると、需要サイドにそのような分散型発電のネットワ

関からの動力で発電機を回し電力を得る方法」
であった。
それ

ークシステムが組み込まれれば、大規模集中型からはベース

が、これからは熱からダイレクトに電気を作る（熱電変換システ

電源を供給してもらい、変動する電力需要は分散型同志でまム）、という反時計回りの方向を可能にするテクノロジーへのかなうシステムが完成し、新たな電力供給システムができるこ

転換がはじまる。
太陽電池もダイレクトに光から電気に変えら

とになる。
つまり、
需要地内での大規模な分散型ネットワーク

れていく。
燃料電池も熱により化石燃料を改質して水素を製システムが構築される。
大規模なインフラを伴わないで実現で造し、電力を得るため反時計回りの技術に属する。
この反時

きるこの分散型システムの制御は、情報の高度化処理を携帯

計回りの方向テクノロジーは、
比較的、CO2排出の削減に大電話など通してできるようになり、
生活方式も大幅に変革するきく寄与する、
非常にイノベイティブなテクノロジーだといえる。

ことになる。

ENAA Engineering No.121 2009.9

ENGINEERING Column Part 2

21世紀の経済成長モデルの早期実現
省エネから創エネへを出し、電気は他に使う。
このように、
電気と熱と水素などが、統合的にディマンドで制御ができ、家庭や事業所などではエネルギーの自律型が可能となる地域も多く存在する。
それはつまり、〝ゼロエミッションに近くランニングコストをミニマムに

日本のこれからの21世紀の経済成長モデルは、
いち早く低する暮らし”という恩恵が、生活者にもたらされることを意味す

炭素型のエネルギーシステムを構築できるか、というところにる。
このことを、
われわれはスマートエネルギーネットワークとかかっている。
そのためにも、原子力を中心とした電源をベー呼んでいるが、そのキーテクノロジーの1つとしてサーモエレク

スにしながら、
分散型によるエネルギーシステムを構築する、トリックが今後重要な要素になっていく。
さらに、このネットワ

先進的なエネルギーアドバンスシステムが有効だと考えていークをビジネスとして、
エネルギー・サービス・プロバイダーといる。
その分散型によるエネルギーシステムの特徴は、多様なエ

う新産業の創出も期待できることになる。

ネルギーを組み合わせてシステム化を行うことである。
分散型の良さは各々の優れた点をお互いに生かし合い全体最適化を達成できるところにある。
みんなが手をつないでシステムを組むことによって、省エネを達成しつつ創エネ・省CO2型に変革させていくことになる。
特に熱電変換システムでは、廃熱を利用できることが特長で、その廃熱を利用するということは省エネであるが、これからは、
その省エネを利用して、廃熱を熱として使わないで電気に変換していくことが可能となる。
つまり良質なエネルギーを作り出していくことであり、熱電変換システムは廃熱回収技術と言うよりは創エネ技術に位置付けるべきであると提言したい。

スマートシティ、
スマートハウス構想
これから脚光を浴びるのがスマートシティ、
スマートハウス構想である（図2参照）。
電信柱にICTが入り、電流がどの方向に流れているかをチェックし、電力会社は家庭内のスマートメ
ーターや変電所内の需給調整システムにより最適電源運用を行うと共に、需要家は携帯電話内に装着されたスマートメ
ーターにより家庭内での最適運用を行う。

図2 住宅コミュニティにおける革新的エネルギーシステム

エンジニアリングの役割
全体最適化のプロモータとしてわが国は熱電変換システムや太陽電池、
燃料電池など、個々の技術開発は非常に得意だが、それをシステム化・エンジ

太陽光発電や風力発電、燃料電池などの自家発電機能をニアリング化するというマネジメント分野は、比較的弱いので備えた合理的なシステムの実現は、
いまや夢の話ではなくなはないかと思っている。
エンジニアリングというのは日本で数

った。
併せて、
外部電源からの充放電機能をもつ電気自動車

少ない、
全体最適化を図ることができる業種である。
今まで

（EV）
や、
リバーシブル型の燃料電池を搭載した自動車をセッは、供給サイドは供給サイドだけで効率を上げ、一方、需要サ

トで導入することで、これが家庭内での電力基地となり、モビ

イドは省エネだけを行って、供給と需要が一体になるというこ

リティの高い生活インフラが整う。

とはなかった。
これからはエネルギーを使う人が供給サイドに

さらに、もう少し経つと、給湯器の代わりに燃料電池がはなってくると、
都市エネルギー全体の最適化をどうするか、といいってくる。
燃料電池が給湯器の代わりになり、
ダブル発電とう話になる。
これはシステムそのもの、
エンジニアリングそのも

なる。
太陽電池、
燃料電池、
車が3点セット。
コンピュータで制のであるから、
あらためてこのエンジニアリングの役割が重く御され、携帯電話とナビが一体化し、スマートメディア化するラなる。

イフスタイルに変化していく。

ゼロエミッションライフの実現

とくに既存の地下空間有効利用は今後の要となる。
今まで
は動脈サイドのインフラは整っていた。
しかしながら日本が真の先進国家として低炭素型の先進国になろうとするならば、家の中だけでもこうしてスマートハウス化がなされる。
その静脈サイドのインフラを整備する必要がある。
排熱パイプライ

波はホテルや病院、工場へも広がっていく。1つのディマンドンをはじめ、
既存の地下インフラ、
鉄道・地下鉄・地域冷暖房シの中に風力や電池を複合したスマートエネルギーネットワー

ステム、
こういう空間の高度利用が、これからの低炭素型都市

クが入ってくる。
これは電気だけでなく、ガスや熱のネットワーの全体最適化を可能とし、熱電変換技術の活用範囲も大きクも供給される。
さらに廃熱も全部そこに流し込めるようになく広がる。
低炭素型都市に向け期待が膨らむ分散型アドバンる。
太陽発電が不安定なときは燃料電池でお風呂に入る。
まストエネルギーネットワークシステム、
そのプロモータをエンジ

た、
電気は要らなくてお湯だけを入れたい、というときには熱ニアリングが担う時代の到来である。

ENAA Engineering No.121 2009.9

13

レポート 地下利用—最新の話題
大深度地下と鉄道、
道路、
ライフライン等のさらなる地下有効利用に向けて

1

国土交通省

都市・地域整備局 都市・地域政策課 大深度地下利用企画室● 大深度地下使用法の背景● 大深度地下使用法のメリット

大都市地域における土地利用の高度化・複雑化により、社

大深度地下使用法は、①大深度地下に使用権の設定が可

会資本整備のための用地確保は困難な状況にある。
また用能であるため、都市部における事業期間の短縮、計画的な事

地取得には、地権者との交渉・合意を得た権利取得が基本で業実施が可能②道路地下等に制約されることなく、
線形が合

あるが、
権利調整等に要する時間が総じて長期化する傾向に理化されることによるコスト削減③地震の影響を受けにくいあり、効率的な事業の実施が困難となっている。
これらの理由ことから、ライフライン等の安全性向上への寄与④地上で実から、主に道路等公共用地地下の利用が多くなっているが、施する場合と比較し、騒音の減少、景観の保護等、
地上の都

線形の制約等、
合理的なルート設定が困難となりがちである。

市環境保全への寄与、などのメリットを有している。

このような状況を踏まえ、土地所有者による通常の利用が行われない大深度地下を、国民の権利保護に留意しつつ、社会● 事例紹介資本の整備空間として円滑に利用するための制度として「大神戸市大容量送水管整備事業（法適用第1号）

深度地下の公共的使用に関する特別措置法」（平成13年4月1

平成7年の阪神・淡路大震災において神戸市では送水管日施行、
以下「大深度地下使用法」という。
）
が成立した。

が大きな被害を受けた。
その後市街地の地下を通る耐震性の高い送水幹線の整備が計画され、大深度地下使用法制定● 大深度地下の定義、対象地域および対象

後、初の許可事例となった。
（平成19年6月、兵庫県知事認可）

大深度地下とは「建築物の地下室およびその建設のため

事業計画区域は延長約12.8kmであり、その内の奥平野工の利用が通常行われない深さとして政令で定める深さ（地下区（約2.4km）の一部（約270m）に大深度地下使用法が適用

40m以深）」
または「当該地下の使用をしようとする地点にお

された。
当初、
送水管は道路下を迂回するルートを計画していいて、建築物の基礎の設置のための利用が通常行われない

たが、大深度地下使用法の適用によって直線的なルート設定

深さである支持地盤（杭の許容支持力度が2,500ｋN/m 以に変更できたことから、工期短縮、コスト削減等の効果が期待上を有する地盤）上面から10m以深」のうちいずれか深い方のされている。

2

地下と定義している。
（図1）
また、
大深度地下使用法による特別の措置は、
人口が集中

大深度地下使用法による使用権の取得にあたり、神戸市
では、大深度地下特定のための密なボーリング調査等の実し、土地利用の高度化・複雑化が進んでいる三大都市圏（首施、有識者も交えての検討、
兵庫県内における審査会の設置

都圏、
近畿圏、
中部圏）
を対象地域とし、
道路、
河川、
鉄道、
通

など、
慎重かつ厳正な審査が行われた。

信、
上下水道等の公共の利益となる事業が対象となる。

東京外かく環状道路（事前の事業間調整終了）
東京外かく環状道路（以下、
東京外環という。
）
は都心から約15kmの圏域を環状に連絡する首都圏の交通ネットワー
クを支える延長約85kmの道路である。
既に関越道と連結する大泉ジャンクションから三郷南インターチェンジまでの約34kmが供用されている。
東京外環の関越道から東名高速までの区間（約16km）
については、計画の構想段階から幅広く意見を聴き、
計画作りに反映するPI（パブリック・インボルブメ
ント）方式で検討が進められ、従来の高架方式から大深度地下を利用した地下方式に都市計画が変更決定された。
（平成19年4月）（図2、3、4）
現在までに、
大深度地下使用法に基づく事前の事業間調

図1 大深度地下の定義

14

ENAA Engineering No.121 2009.9

Report
整が終了し、
また平成21年4月27日に開催された「第4回国土度地下使用法を活用した具体的な事業の検討が行われてい開発幹線自動車道建設会議」の議を経て整備計画が策定さる。
また、
近年におけるシールドトンネル技術や地質調査手法

れている。

等のめざましい進化は、
工期の短縮やコスト削減等、
大深度● 大深度地下使用制度のさらなる運用と期待
大深度地下（地下空間）
は都市に残された貴重な空間で地下（地下空間）利用を支援するものであり、これらの技術環
境の変化等を踏まえた技術指針の検討等、
大深度地下使用制度の円滑運用に向けた取り組みを今後も推進していく。

あり、
広域的な交通基盤整備、
災害時における都市のリダン

国土交通省 都市・地域整備局 都市・地域政策課 大深度地下利用企画室

ダンシー確保や防災性の向上、
既存施設の老朽取替や都市課長補佐 田中 大（談）景観の向上等、21世紀の社会資本整備に大きく寄与するものと考えられる。
大深度地下使用法の施行から約10年が経過しようとしているが、紹介した2事例の他にも、
中央新幹線（リニア）等、
大深

図3 東京外環平面図

図2 東京外環位置図

図4 東京外環縦断面図（図表出典は国土交通省 東京外かく環状国道事務所ホームページ）

進化するインフラ
地下利用で進化する首都高速道路

2

首都高速道路株式会社
技術管理室 設計技術グループ

首都高速中央環状線は、
昭和45年に首都圏整備計画で整備を促進する路線として位置付けられた。
当初は、
湾岸線の
大井から中野区本町までの西側区間を皮切りに時計回りの順で整備される計画であった。

図1 首都圏の流れを変える地下の道

しかし、西側区間の沿線は住居系の地域中心であること、

手トンネル（3号渋谷線～ 4号新宿線）
が開通予定であり、さまた環境に対する意識の高まりなどから、整備の重点を東側

らには平成25年開通をめざして中央環状品川線の整備が区間とせざるを得なかった。
このような背景から、実際には、進められている。

東側から西へ向かって反時計回りで建設が進められてきた経緯がある。
その後、段階的に整備が進み、
平成14年までに

首都高速道路・中央環状新宿線

東側区間約26kmが開通し、平成19年12月に西側区間であ

東側区間は高架構造を主体として整備を進めてきたが、新る中央環状線山手トンネルのうち4号新宿線～ 5号池袋線

宿線と品川線については、
環境保全に対する意識の高まりなまでが開通した。
つづいて平成22年3月には中央環状線山どから、
地下トンネル構造が採用された。

ENAA Engineering No.121 2009.9

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レポート 地下利用—最新の話題● 開通後の効果･･･（時間短縮と定時性の確保）
平成19年12月に、
熊野町ジャンクションから新宿ジャンクショ
ンまでの6.7kmが開通した。
この開通により、
平均速度40km以上で車が走れる時間が、1日のうちにどれくらいあるかという「スイスイ時間」
で見ると、4号新宿線上りでは7時間から12時間へ、5号池袋線上りでは9時間から13時間へと増えた。
また、
高井戸から三郷までの平均所要時間は、
都心環状線を経由すると平均で55分、山手トンネル経由なら41分と14分の短縮。
さらに、4号新宿線上りの西新宿から三宅坂間の追突事故が41％減少するなど、交通安全にも大いに寄与している。

● 防災・火災・換気対策

チャーが見る角度で違った色合いに見え、塔としてスリムに見

現在、開通している6.7kmの区間は、
都市内の道路トンネルえる工夫がこらされており、地元の方からも、好評を得ている。

としては最長である。
来年3月に渋谷まで開通すると約10km
となる。
さらに、
品川まで開通すると約18kmのトンネルとなり、

大橋ジャンクション

これは、
都市内の道路トンネルとしては世界的に見ても例がな

高低差70mの道路を接続する世界でも珍しいジャンクション

い。
こうしたことから、
特に防災安全には、万全を期して対策をと言える。
その施工上、一番のポイントとなったのは、シールド講じている。
万一の火災時には、
泡消火栓も備え、50m区画工事であった。
環状第6号線から国道246号を右折するには、を一気に噴射して延焼を防止する水噴霧設備を装備してい123.5Rという非常に急な曲線を曲がる必要があった。
従前のる。
さらに監視用テレビカメラをこの区間に約160個設置してシールド技術では実績がなかったため当初は民地の下を通いる。
このカメラは、トンネル内で異常事象、追突事故や横転

過する計画であった。
しかし、球面加工による中折れ技術を事故などがあると、自動的に判断する機能を備えている。
事故

採用することにより、この123.5Rの急曲線を曲がることが可能

や火災などがあった場合には、直ちに異常を検出しその画面となり、現在のルートに計画を変更した。
国道246号の地下にに切り替えられるようになっている。

は地下鉄があり、営業線との近接施工という非常に難しい条

さらに、首都高で初のバイク隊を導入しパトロールの強化を図り、トンネル内を常時警備している。
何かあれば速やかにその場所に急行し、必要に応じて遮断機を操作し確実に車輌の流入を防ぐといった体制も整えた。
入り口には、信号件であったが、昨今のシールド掘削技術の画期的な進歩と精度の向上から現在のルート選定が可能になった。

● 前例がない垂直Ｕターン施工機があるが、赤信号だけでは、気づかないドライバーに緊急

松見坂立坑から大橋ジャンクションのまでシールド区間を知らせるフラッシングランプも備えてある。
避難に関しては、

では、Uターン施工も特長の1つ。
大橋側の立坑では、
およそ350m以内に非常出口を設けて安全空間への迅速な誘導を

2,000tのシールドマシンを縦に吊り下ろして立坑内でUターンしている。
通常時の換気も、
ドライバーの安全な走行を確保させた。
これも前例がなかった。

するため、9カ所の換気所で換気運転をしている。

● 環境対策と景観への配慮● 国立競技場に相当するジャンクション
ジャンクションループ部は地上約35m、地下約35mと高低トンネルから排出される空気は換気塔

差が約70mもある。
高低差70mを7%の縦断勾配で設計するから上空約100m程度の高さに吹き上げらと、約1kmの延長が必要。
この地域に1kmのフルジャンクショ

れ拡散によって、NO2などは環境基準のンを造るとなると膨大な用地も必要となる。
そこで、400mの100分の1レベルまで低減される。
加えて、

ループ形状、
ちょうど国立競技場に相当する、トラックを2回転

中央環状新宿線では換気所周辺の局所

して3号渋谷線につながるというようなジャンクション形式を対策として、換気所に低濃度脱硝装置と採用した。
環境保全という視点から、側面を覆蓋化する鉄筋

電気集塵機が設置された。
これにより、一

コンクリートラーメン構造の躯体で造られている。

日平 均 でNO2が90%以 上、SPMが80 ％● 道路事業協働型都市再開発事業

以上除去されている。
また、
換気塔は、
地域
と調和した、
圧迫感の少ない六角形のデ大橋ジャンクションの特徴は、コンパクトジャンクションというザインを採用し、
グッドデザイン賞も受賞しことで構造上の工夫が多々あるが、再開発事業と一体となった。
スリム感を強調する縦のスリット、
テクスて整備が行われている。
建設敷地内にお住まいの方で、
道路
換気塔

16

大橋ジャンクション遠景

ENAA Engineering No.121 2009.9

Report
大橋ジャンクションの大きさは？

大橋ジャンクションのループ部は、イタリアのローマにあるコロッセオに匹敵する大きさです。

大橋ジャンクションの深さは？

大橋ジャンクションの深さ（約36m）
は、10階建てビルの高さに相当します。

図2 大橋ジャンクション概要図

建設とあわせて大橋の街を再生させたい方、
今後もここに住られたメリットは、
近隣建物の軒先で地中連続壁を打設する

まわれたいという方もいる。
このように、
移転問題、
周辺市街地

ことなく、
かつ、
覆工板を設置するにしても部分的なので、
環との連続性、周辺環境への影響などを考慮して、
大橋ジャンク

状第6号線の交通やライフラインへの影響が少なくできたこ

ションの整備と一体となった道路事業協働型の再開発事業とだ。
また、
必要最小限の掘削ですむため、掘削残土も低減でという新しい整備手法を用いた事業となった。

きた。
さらに、
本工法の開発によりシールド延長を長距離化で● シールド技術の進化が可能にしたこと

き、非開削化の拡大に加え、コスト削減、
工程短縮が図れた。
富ヶ谷出入口では、
太径曲線パイプルーフ工法による非開削「都市トンネル」という枠のなかでは世界最長になるが、
環拡幅技術を開発し、ものづくり日本大賞を受賞するなど数々

状第6号線のように約4 〜 5万台もの重交通を抱えている地の賞をいただいた。
この非開削の拡幅技術は、
この区間を含下に、内回り、外回りのトンネルをつくるには、
できる限り非開削

めて2例あるが、
今後、
大深度地下利用での適用でニーズが一化をしなければならなかった。
また、騒音や振動など周辺環層高まってくるのではないだろうか。

境への影響を低減させるため、できるだけ非開削工法で施工

また、新 宿 線 の 連

できないかということで、
平成10年に、新宿線の計画を開削ト

結路と品川線本線のンネルから非開削トンネルへと工法を転換した経緯がある。

接 続部では、新宿線

また、
中央環状新宿線は鉄道と13カ所で交差し、多数のラ開通後に車を通しな

イフラインも埋設されている。
このような状況下では、狭い地下がらのトンネル拡 幅の空間のなかを縫うようにして計画しなければいけない。
そ技術となる。
これも難のためには、
できるだけトンネル断面をコンパクト化し、シール易度としては超ウルト

ドのトンネル断面が、この空間に収まるように計画した。

ラＤと言える。

断面を縮小するため、このトンネルは二次覆工を省略している。
これは①シールド制御技術の向上により蛇行が小さく精度が高い掘進技術が確立。
②トンネル内面が平滑なボルトレ

曲線パイプルーフ施工状況図

中央環状品川線

スセグメントの開発。
③水膨張性シールの性能向上というシー

品川線は、
首都高速道路湾岸線の大井ジャンクションと大ルド技術の飛躍的な進歩があったからこそできたことである。

橋ジャンクションを結ぶ全長9.4kmを東京都と合併施工方

こういった最新技術を駆使して、掘削断面を縮小した結果、経式で建設している。
このうちトンネル部分は8.4km。
大井地区

済的効果も大きく、環境負荷も軽減させることができた。

に発進立坑があり、この立坑から大橋ジャンクションまでの● シールド拡幅技術の開発
山手トンネルでは、非開削化を拡大するため、シールド工法を地中で拡幅する技術を新たに開発した。
ランプ部を開削工法で構築する場合、掘削幅約37、38mの大規模な開削工事

約8kmの大井行きを東京都が、大橋行きを首都高速道路がそれぞれ1台のシールドで、掘削する計画だ。

● 8.0kmを1台のマシンで長距離掘削
中央環状品川線は、8.4kmのトンネル区間のうち、外 径

となる。
このため、
まず本線をシールドで施工し、ランプの部分

12.3mの大断面シールドで、8.0kmを施工するのは世界で初だけを開削あるいは非開削で構築を行った。
これによって得めてのことになる。
シールドマシンは、
長距離高速掘進に耐え

ENAA Engineering No.121 2009.9

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Reportレポート 地下利用—最新の話題

図3 中央環状品川線の概要

得るマシンの設計、
ビットの交換、
テールシールの交換など最るところである。
中央環状線山手トンネルが来年3月に渋谷ま新の技術が不可欠であったが、ゼネコンや機械メーカの技術で開通し、そのあと品川線が平成25年度に開通を予定してい開発があって実現に至った。
また、東京都の事業だが、このる。
そのあかつきには、
都心環状線を中心とする渋滞が、
ほぼシールドの大井ジャンクション側の区間では、立坑を必要としないURUP（Ultra Rapid Under Pass：ユーラップ）工法という解消されることが期待される。

最新工法が採用されている。
このように都市部のトンネル工事においては、
シールド工法は、合理的かつ経済的に事業を進めるうえで重要なポイントとなる。
一方、品川線本線と大橋連結路の接続部は、既に実績のある山岳工法を活用し、それぞれのシールド間を掘削・拡幅● 老朽化への対応と全体のバランス
今後は、オリンピック当時にできた路線など老朽化した都
心部の首都高速道路について、どうやって長寿命化あるいは更新をしていくかという課題がある。
また、
中央環状線ができたからといって、これで万能ではする新たな非開削拡幅技術で施工する。

なく、
ボトルネック箇所や、
ジャンクション等結節点で混雑の● 総合的なトンネル技術の必要性

よう、部分的な改良・改築が必要になってくるであろう。
これに今後は、シールド技術の発展とともに、従来の山岳工法、開削工法などを組み合わせたトンネル技術というものが強く求められると考えている。
シールド工法に加えて、さまざまな工法を組み合わせ、融合させながら新たなトンネル構築工法を開発していくことが、今後の地下空間整備に向けてのあり方であろう。

発生が予想される。
中央環状線の機能が十分に発揮される
よって、バランスの良い首都高ネットワークの機能が強化されることになる。

● 地域との共存は大きなテーマ
これからは、地域と共存するとともに自然と共生していく
ことが課題である。都市内においても、その景観は非常に今後の展望
中央環状 新宿線、品川線の他には現在建設中の川崎縦

重要な要素になっている。
なおかつ自然とも共生できるようなかたち、それから地域と共存するという、そういう姿勢が今後の道づくり、
インフラ整備には求められる。

貫線が挙げられる。
既にトンネルはできあがっているが、シー

地中拡幅技術による大断面地下空間の構築技術は、これ

ルド工法を応用したMMST（Multi Micro Shield Tunnel）
工からの都市部のインフラ整備には、非常に有効な技術の1つと法を開発して施工している。
もう1つは、
横浜環状北線で、横なっていくであろう。
各要素技術を活かしながら、全体として浜羽田空港線生麦ジャンクションから第三京浜の港北ジャン

どのように機能アップしていくかが重要な課題である。

クションまでの延長約8.2kmで、このうち約5.9kmがトンネル

また、
高速道路を利用されるお客さまの視点に立って、
安全区間となっている。
内回り、外回りのトンネルをそれぞれ1台ので快適な道路を提供するためには、
今後どのように建設してシールドマシンで約5.5kmを掘進する計画だ。

いくか、
改築や更新、維持管理をしていくか、
また情報提供を今後は新宿線で築き上げ、開発した開削、
非開削によるシー
ルドトンネル拡幅技術、さらにその歩を進めて、中央環状品川線、
それから横浜環状北線へと、技術的により進化させていしていくかなどが重要なテーマとなる。
首都高速道路株式会社 技術管理室 設計技術グループ
総括マネージャー 土橋 浩（談）
（図表出典は首都高速道路株式会社）

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ENAA Engineering No.121 2009.9

えんじにありんぐ・ふぉーらむ

地下空間利用の最新動向
花村 哲也（はなむら てつや）
元 岡山大学大学院環境学研究科 教授●1943年生まれ●1966年京都大学工学部土木工学科卒業●1968年同大学院工学研究科土木工学専攻修士修了●1973年カリフォルニア大学バークレー校工学部土木工学科修士修了●1996年工学博士（京都大学）●1968年大成建設株式会社入社●技術開発部長他を経て2000年
退社●2000年岡山大学環境理工学部環境デザイン工学科教授 大学院環境学研究科教授を経て2009年退職

1
		
		

地下空間利用の歴史的展開と直面する課題言える。

形成の時代である。
先進国から徐々にアジア、中南米、欧州の新興国に地下

先進国、
開発途上国に係らず世界規空間利用が拡大した時期である。
日本模の地下空間利用が 進 展し、2050

は、密閉型シールド、
大深度土留技術

年頃まで続くことが予測される。
世界の開発で軟弱地盤の都市地下利用を

人口の増大と都市化は急速に進行し、可能とし、世界貢献をしたが、石油・LPG

その傾向は開発途上国において著し

地下備 蓄、雨 水の地下 貯 留、核 燃 料

い。
世界の都市人口比率は2030年に廃棄物貯蔵施設などの新しい利用は60%に達すると予測され、人口が500（19世紀末〜 1970年頃）

欧米のコンセプトによるものであった。

万、
あるいは、1000万人以上のメガ都

産業革命後の技 術 革新と社 会 発

唯一、LNG地下タンクは日本のオリジ

市が開発途上国で急増することが予ナル技術である。

測されている（図1）。

地下空間利用の歴史は、
大きく3つの時代に分けられる。
❶ 第1次地下空間利用時代

展、
特に都市の発展により、19世紀後
半から近代的な地下空間利用が始ま

国内では1980年頃から地下空間利この時 代の特 徴は、BRICsなどの

り、
水道、
下水道、
地下鉄が建設された。

用ブームが起き、
地下鉄、
地下道路、
共

新興国が強い経済力を基盤にメガ都

蒸気機関や鉄道技術、
電気や電車技同溝、
下水道、
地下調整池など多数の市をさらに拡大しつつ、
同時に、
経済力

術、
機械技術の発展とともに、岩盤発地下構造物が建設された。
これが第2が劣るアジアやアフリカの貧しい開発

破、
山岳トンネル、
初期のシールドトンネ

次地下空間利用時代である。

途上国にもメガ都市が拡大する点にあルなど土木技術の発展が地下利用の牽引となった。
ノーベルのダイナマイトる。
劣悪な都市環境の拡大を懸念し、❸ 第3次地下空間利用時代

国連等は、
先進国、
新興国、
開発途上国

発明により、
鉄道トンネルや水路トンネ（2000 〜 2050年頃）

が相互に連携した形で、都市過密問題ルの建設が先行した。
その後都市で開現在は、第3次地下空間利用時代との解消策として地下空間利用を重要視

削工事による地下鉄、
水道、
電気、
ガス
の地中化建設が始まった。
欧米を主体とする先進国が発展させ

都市数

70

た時代で、
第1次地下空間利用時代と

60

呼べる。

50
40

❷ 第2次地下空間利用時代（1970 〜 2000年頃）
1970年頃からの戦後経済成長時代を経てコンピュータ制御が可能となる2000年頃までの時代である。
電気、
電子、機械技術の著しい発展とメガ都市

世界

開発途上国

先進国

61

開発途上国

46

45

先進国

33

30
20
10

21
10

11

13

16

0
1975 年

2003 年2015 年

図1 人口500万人以上メガ都市数の推移予測（国連）

ENAA Engineering No.121 2009.9

19

えんじにありんぐ・ふぉーらむ

地下空間利用に関する国連ワークショップのパネラーと開発に関するリオデジャネイロ宣言」

を結ぶ仏伊間52kmのアンバンベースとその行動計画としての「アジェンダ

トンネル建設が始まった。
ヨーロッパの21」「森林原則声明」、に端を発し、
京都

特徴は、
貨客併用輸送のHSRで、
トンネ

議定書、
その後の行動により、
地球環

ル基本形が単線トンネルの組合せであ

境問題に積極的に対応してきた。
地下り、
日本の新幹線トンネルの複線断面ト

空間利用が、
地球規模の環境保全に対ンネルと異なっている。

しても大きい役割を果たすと期待されてしている。
2007年12月に国連は、ITA（国際トおり、CO2の地中貯留や核廃棄物の地下貯蔵などが検討され始めている。

大量輸送機関としての地下鉄は大ンネル・地下空間協会）の協力を得て、
開発途上国に向けて「持続可能な開発を促進するための意外な解決法としての地下空間利用」と題するワーク
ショップを開催した。
経済社会理事会（ECOSOC）
は「持続可能な開発に関❷ 地下鉄
都市の不可欠な交通手段となり、CO22
		

世界の地下空間利用
開発動向と研究課題

を削 減の 観 点からも、自動車から鉄道へのモーダルシフトとして建設が進む。
地下鉄建設はまた、CO2の排出権❶ 新幹線型の高速鉄道トンネル

取引や、国連の推 奨するCDM（Clean
Development Mechanism）の 有 力な手連する国際合意目標と実行」
を2008

現在、
欧州を筆頭に新幹線型の高速年課題とし、
世界の貧困者の生活状況

鉄道（HSR：High Speed Rail）
網の整備を改善することを目標として、
このワーが続いている。EUの拡大による貨物鉄建設が活発化している。
とりわけ中クショップを開催した。

輸送増大に対し貨客高速輸送のHSR

国では、北京と上海で地下鉄拡充が著

都市の過密問題の筆頭は、自動車の建設が続き、
イタリアと欧州北部を結しい。
現在、世界最大級の地下鉄都市交通問題である。
鉄道等に比してインフ

ぶアルプスを横断する長大トンネルの

は、
乗降客数、
路線総延長の点で東京、ラ整備が簡単で便利なため、自動車交建設が最盛期を迎えている。
イタリアとニューヨーク、モスクワであり、因みに東通が増大し交通渋滞を引き起こす。
渋スイス間の世界最長となる57kmのゴッ

京の路線総延長は、301kmである。

滞緩和のため人・物大量輸送手段の地

タルドベーストンネル建設が約8割に達図2に見るように北京が5年から10下鉄や地下道路の建設が進む。
地下

し、
イタリア、
オーストリア間56kmのブ

年先に総延長で東京の約2倍となり、さ

鉄は人の大量輸送手段として不可欠のレナーベーストンネルや、
リヨン・トリノらにその後上海が北京を超え、世界最段とも考えられている。
アジアを始め世界の都市部で、地下ものであり、
今後、
アジア、
アフリカなどの開発途上国のメガ都市にも急速拡大が予想される。

北京の地下鉄自動車から鉄道への交通シフトの推移

次に直面する都市過密問題は、
水、エネルギーの供給、下水処理などの生
活環境基盤施設と洪水など都市内災

50%
30%

害の防止施設の整備である。
劣悪環境を抑制し都市機能を維持するために、水道、電気、ガスの生活インフラ拡充
や、
下水道と処理場による水質保全と水リサイクルが進む。
もう一つの課題は

2005

2010

2015

2020

2020年には、公共交通の50%超が鉄道となる。
2008年現在

6路線、全長 83km

都市内災害の軽減である。
洪水や地震
被害軽減のためにも地下空間利用が進む。
さらに、第3次地下空間利用時代が直面する問題は、地球規模の環境保全問題である。
国連は、1992年の「環境図2 2015年の北京市地下鉄の開業予定

20

ENAA Engineering No.121 2009.9

2015年予定

19路線、
全長 560km

大の地下鉄都市になる予定である。   

通る。
ブリスベーンでも同様の市街地バ

トルコ・イスタンブールの地下鉄建設でイパストンネルを建設中である。

❹ 電力、
上下水、
その他

は、
ボスポラス海峡で世界最深の沈埋道 路でも中国の建設ラッシュが続

水力発電関連では、
インドでパルバ

トンネルが水深60.0m海底で連結しく。揚子江では、武 漢長江トンネルがティ、
ティースタ、
スバンシリなど、11の東西が結ばれた。
このほかヨーロッパ

開通、世界最大径15.43mの上海揚子水力発電プロジェクトでトンネル工事

各国でも地下鉄の新設・延伸工事が進江シールドトンネルが貫通した。
エジプが進行中で17年に1千万kWの発電能

んでいる。

ト、
カイロでは市中心歴史地区を最大力に達する。

一方 で、軽 量 輸 送 鉄 道LRT（Light

深度37mで横切るエル・アズハール道

南アフリカ共和国の中に飛び地のRail Transit）
では、
バンクーバーやシア

路トンネルが完成した。
ノルウェーではようにあるレソト王国の水を、人工的に

トルの空港連絡線、
ピッツバーグの河道路トンネル建設が盛んで、世界最長水路を付け替え山岳トンネルにより南底トンネル、
ワシントンDCのダレス空港

24.5kmのレアダール道路トンネルのほ

アフリカ共和国のハウテン州（州都ヨ

内鉄道、
ロンドンのドックランド線、
ケル

か、
海水面下287mを通る世界最深のハネスブルグ）の工業地帯と都市へ水ン地下鉄が建設中で、イタリアのブレシ

アイクスンド海底道路トンネル8kmをを供給する総延長85kmの壮大なレソ

アでは開通した。

開通させた。

トハイランド・ウォータープロジェクトがマレーシアでは、道路と放水路の二❸ 道路トンネル

90年代から進行している。

重機能を兼ね備えた画期的なSMART

用水・共同溝関連では、
ネパールの上大都市中心部における地下道路建（Storm Water Management and Road

水用水やインドのアンドラプラデッシュ

設では、
米国ボストンのセントラルアー

Tunnel）
を2007年に完成させた。
クア

灌漑用水などの多数の工事が進んでおテリ－（中央動脈）
トンネル工事が挙げラルンプールの中心街は豪雨時に中小り、
オーストラリアのゴールドコーストでられる。1980年当時、6 〜8時間の交河川が氾濫し洪水となる。
高速道路の海水淡水化プラントの水路トンネルが通渋滞を引起していた高架高速道路を

一部区間を地下トンネルにし、
通常時

完成した。
ロンドンではオリンピック用地下に移し変え地上空間を開放するもは道路トンネルを主体として使い交通に全長30kmのケーブルトンネルを建ので、1991年から工事が始まり2007

渋滞緩和を図り、洪水危険時には道路設中である。

年に完成した。
オーストラリアのシドニー部を遮断し洪水抑制のための放水路ト

米国の都市では、20世紀前半からでは、交通渋滞を解消するために市のンネルに切り替え利用するものである。

作ってきた雨水と汚水を一緒に流す合中心商業地区（CBD）
をバイパスとして2009年3月の豪雨時には放水路トン

流式下水道で、洪水時に流下能力を超横断するクロスシティ・トンネル（延長ネルとして利用し、洪水を調整池へ放

える下水、
すなわち、
合流式下水道越流

2.1km）
が2005年に開通した（図3）。
大流することで河川氾濫を軽減したと報水（CSO：Combined Sewer Overflows）
を

深度トンネルとなり最大50mの深度を告している。

湖沼、
河川や海域に放流していたため、The ventilation tunnel will improvethe management of air quality.
Westbound

Existing
Kings Cross Tunnel

Eastbound
Ventilation tunnel

SussexStreetHarbourStreetClarence
Street
Kent
StreetGeorgeStreetYork
StreetCastlereagh
StreetPittStreetElizabeth
StreetHyde
Park
College
StreetYurongStreetCrown
Street
Riley
StreetBourkeStreetPalmerStreetDowling
StreetForbesStreetDarlinghurst
Road

BroughamStreetWard
Avenue

図3 シドニーのクロスシティ・トンネル（延長2.1km）

ENAA Engineering No.121 2009.9

21

えんじにありんぐ・ふぉーらむ

環境汚染問題に直面した。

大深度地下使用法が制定された背第二次大戦後、米国から近代的土質

シカゴ では、CSOが 河 川 に 流 れ景に、
日本の地下構築技術が著しく進

力学、欧米から各種技術が導入される

上水源のミシガン湖を汚染していた。

展し地上に大きい影響を与えず必要な中で、必要に迫られた日本は、連続地中

CSOを約100mの地下に設けたトンネ

都市インフラを整備できるようになった

壁やシールドトンネル技術が大きい発

ルへ一時貯留し、
ミシガン湖へ垂れ流

技術革新の存在が挙げられる。
神戸の展を遂げた。
中でも、（泥）
土圧シールドさないようにし，
洪水後に下水処理場

送水管建設や東京の外郭環状道路計

は日本の発明技術であり、世界のシーで処理し河川に放流する画期的な方画が進んでいる。
成田・羽田空港間を

ルドトンネル技術の主流工法となった。   

式TARP（Tunnel and Reservoir Plan）

30分で結ぶ鉄道案も提案されている。

を開発し、1970年代から貯留トンネ
ル工事を開始した。
現在も工事継続中
で2019年まで続く（総延 長179km）。

4		

地球環境問題に取り組む
地下空間利用への道

日本では、
この方式を都市内洪水抑制

出発した欧州メーカーとがしのぎを削っている。
日本の独壇場であった軟弱地盤対の目的で大阪市の平野川地下調整池

地下 空 間 利 用時 代の新しいキー

応のシールド技術も、世界各国へ技術に初めて適用し、東京では神田川・環状

ワードは、
環 境、
とりわけ地 球 環 境へが 移転した。現在検討中の世界最大

七号線地下調節池を建設した。
また、の配慮である。
地球温暖化の抑制、
温径のシールドは19m径のモスクワの道

首都圏外郭放水路が中小河川の洪水

室効果ガスの削減は地球環境の必須

路兼鉄道トンネルで、ドイツのメーカー対策用として建設され、世界最大級の課題となった。
地下空間利用としては、が可能性調査に入った。
今や、大断面

地下放水路が一部完成し、洪水抑制効

CO2の地中貯留が期待できる分野での最先端技術は、
欧州勢に移りつつあ

果が確認されている。

ある。

る。
特筆すべきは、技術優位性は急変す

地球規模の研究課題としては、大型ることである。
シールド技術は、欧州にのリニアコライダープロジェクトなど、数取って代わられようとしている現状を見この分野でやはり注目すべきは、中は多く必要としないものの地球上に複逃してはならない。

国である。
北京、
上海、
青島、
無錫で地下

数の拠点研究施設が必要となる。
ノル

日本は、1980年代テクノパワーと街等の大規模な地下施設が建設中で、ウェーでは、北海沿岸で植物種子保存

称し土木技術、特に、軟弱地盤技術、

杭州では地下都市と銘打った大規模

地下空洞を完成している。

シールド技術、耐震技術に誇りを持っ

❺ 地下街

ていた。
アジアを中心とする今後の巨な地下施設の建設を予定している。

5
3
		
		

世界をリードする
日本の大深度地下使用法と研究課題

日本では「大深度地下の公共的使技術の変遷と動向

大マーケットを見据えた欧州の戦略的アプローチなどを見ると、技術の優位

山岳トンネル工法は、19世紀後半か性は、すぐに移り変わる可能性が大でら急速に発展した。
日本でも東海道本ある。
さらに、中国やインドなどプロジェ

線の鉄道トンネル、
琵琶湖疏水トンネ

クト建設の機会が多いところでは、
自ルが19世紀中に完成している。

国の地下技術が急速に発展するであろう。

用に関する特別措置法」（大深度地下その後、NATM工法が 欧州から導使用法）
が、
平成13年に施行された。
公

入され、経済的でより安全な基本工法

技術は、経験が後押しをするもので、共の目的のために補償無しで迅速に利として拡大していった。
ロードヘッダー

現場で磨いて行くものである。
その意味

用できる制度であり、地下を利用した公等の機械掘削も拡大し、トンネル掘進で、日本の新世代の技術者達に、より共社会資本を迅速、経済的に整備を機（TBM）
が導入され、
全断面掘削によ

一層の技術革新と国際的活躍を大い促進する画期的な法律である。

る急速施工も始まった。

に期待する。

参考文献

22

TBM掘削機械は、
軟弱地盤層シールドから出発した日本製と、硬岩TBMから

http://www.un.org/ecosoc/docs/pdfs/Reduced_Draft_UN-ITA_Underground_Space_for_Sustainable_Development_Workshop（2007.12、
国連発表のスライド）
AUDITOR-GENERAL REPORT, The Cross City Tunnel Project,State Library of New South Wales cataloguing-in publication data, New South Wales. Audit Office, 2006.5（シドニー、
クロスシティ・トンネル）
http://www.smarttunnel.com.my/（マレーシア、
スマートトンネル）
http://www.ingentaconnect.com/content/wef/wefproc/2004/00002004/00000005/art00043（TARP構想）
http://home.att.ne.jp/air/jobcci/info-suginami/river/kanda/public/public01.html（東京都、神田川・地下調整池）
花村哲也,西田充、
東京首都圏国際ハブ空港鉄道幹線の提案、J-Rail シンポジウム、2006.2

ENAA Engineering No.121 2009.9

レビュー
地下空間・技術開発最前線
日本の地下空間に関する技術は、
世界最高水準にあると言っても過言ではない。
最近の地下技術の進展は目覚しく発達し、日本の産業界は、異業種が互いの技術を補完しあい英知を集め、これまで不可能とされた領域をことごとく突き崩して可能な領域に至らしめた。
その最新技術のトレンドを紹介する。

視 る！

地下を

～地下計測技術の最前線～

特徴とメリット
地盤中を2次元あるいは3次元的に可視化
最近ミュー粒子を用いてレントゲン写真と同様な原理で火山体内部構造をとらえる試みが行われているが、この場合には透視画像であり、奥行き方向の位置関係は不明である。
これに対して地中空洞化システムではミュー粒子の地中への透ミュー粒子を利用した地中空洞化調査システム
川崎地質株式会社

開発の背景と概要
近年、
都市機能を阻害する地盤陥没が頻繁に起こり、この過力や直進性に着目し、ジオトモグラフィ技術を応用している。
得られたデータ（ここではミュー粒子の透過量）
を解析処
理し、地中断面をある物理量で可視化するジオトモグラフィ技
術により、地盤中を2次元あるいは3次元的に可視化が可能である（図2）。
また、
自然に存在する放射線をとらえているため安全無害で計測環境が電気ノイズなどの影響を受けにくく、原因となっている地中の空洞発生・成長を陥没発生の前に把地上から把握しにくい地中空洞を地下施設・施工側から測定

握し測定することを求める声が高まっている。
地下の社会インすることも可能となった。

フラの地盤が健全であり、空洞発生の問題がないことを確認したいという、
こうした要求に応えるため、これまでとは異なる
物理現象を用いた非破壊的調査手法がミュー粒子を利用し二次元トモグラフィ解析技術の確立と三次元解析技術への拡張た地中空洞化調査システムである。

ミュー粒子とは…
宇宙空間には銀河を起源とし陽子を主成分とする無数の放射線が飛び交っており、「一次宇宙線」と呼ばれている。
これらは地球大気に降り注ぐと大気の原子核と核反応を起こし陽子、
中性子、
パイ中間子、
ミュー粒子、電子、ガンマ線などの放射線（これらを「二次宇宙線」と呼ぶ）を生成する。
宇宙線シャワー（図1）と呼ばれる核反応の繰り返しと減衰により、
地表付近ではほとんどがミュー粒子あるいは電子となる。
このうちミュー粒子は直進しながら密度に応じて地中深くまで透過する。
地中空洞化調査システムではミュー粒子のこのような特徴を利用している。

図2 成果模式図

今後の計画
平成20年に試作した実験機器により、実用化開発可
能性を確認した。
この成果を基にトモグラフィ解析技術の研究や測定システムの最適化設計条件を確立させ、実用化を目指している。
図1 宇宙線シャワー

なお本調査研究は、
財団
法人JKAの競輪補助金によ

図3 ミュー粒子計測機

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レビュー 地下空間・技術開発最前線
浅海OBC反射法探査技術

り（財）
機械システム振興協会から受託した「ミュー粒子を利用した地中空洞化調査システムに関するフィージビリティスタ
ディ」
によるものであり、学識経験者ならびに当協会会員企業の専門家からなる委員会（委員長 徳永朋祥准教授）を設置
して本事業を推進している。

株式会社地球科学総合研究所

開発の背景と概要
従来、
水深の浅い海域における反射法探査では、海域で一般的な曳航型のストリーマケーブルを使うことができなかった。
このため、調査する地層の解釈などに不明点が多かっ

衛星画像による地盤変動解析「PSInSAR」
応用地質株式会社

た。
現在、浅海域では、ケーブルに内蔵された受振器を海底に設置するOBC（Ocean Bottom Cable）
を使って計測可能となっている。

開発の背景
広い区域で、
地盤が「どこで」「いつから」「どの程度」「沈下・隆起」
したのかをmm単位で知りたい。
こうしたニーズに応えるために開発されたのが、人工衛星の画像データを解析して地表の鉛直変動を測定する技術である。

特徴とメリット
1992年から現在までの衛星画像の観測データを利用してmm単位で変位が測定できる。
また、現地に計測機器や装置は、全く不要であり、一度に約200点/km2の地点の地盤変動解析が可能である。
（本技術は株式会社イメージワンとの技
術協力により開発した技術である。
）＊PSInSAR

特徴とメリット

OBCのセンサー部

浅海域での探査方法
3 〜 5ノットの速さで測線に沿って移動

警戒船

圧縮空気を放出して音波（振動）
を発生

OBCで観測したデータの収録

観測船 ケーブル船

音波発振船

ブイ
音波発振装置

OBCを
敷設・回収

水深6m

OBC（海底敷設ケーブル）
地層境界面での反射波を受振器で取得（Permanent Scatters Interferometry Synthetic Aperture Radar）

地層境界面
ケーブルの全長約2 〜 4km

デジタル化により、一度に多数の受振器を海陸に配置することができるため、海陸にまたがる地下構造のシームレスな記録を得ることや、
三次元調査も可能である。
ハイドロホンとジ
オホンを内蔵したデュアルセンサーも実現し、極めて効果的な多重反射の除去も可能となった。PS変換波を取得可能な
小型3成分加速度計内蔵型も開発され、海域におけるS波探査も可能になりつつある。

人工衛星画像による地表面測定概念図

画像処理（ベースラインの補正）の基礎的な概念（Bnは衛星位置とノーマルベースラインの距離）

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デュアルセンサーによる記録例

新しい地盤調査法「微動アレー探査」

地下を株式会社ダイヤコンサルタント

拓く！

～地下掘削技術の最前線～

開発の背景と概要
波浪や風などから発生したレーリー波が地盤を伝播する仕方を調べて地下のS波速度構造を把握する手法である。
大深

URUP（ユーラップ）工法

度地下の支持地盤特定から地震被害想定のための深部地下（Ultra Rapid UnderPass）

構造調査といった幅広い用途で、活躍が期待されている。

株式会社大林組

開発の背景と概要

特徴とメリット

地上発進と地上到達ができる世界初の画期的なシールド
掘進技術である。
実物大の実験工事を行い、周辺地盤の変状を制御できる超低土被りでの掘進技術が実現させた。
矩形、円形などあらゆる形状に対応ができることから、環境に優しく経済的な地下トンネルを最速で実現できる工法と言える。

特徴とメリット
従来工法で必要としていた立坑やアプローチ区間の開削

微動アレー
移動探査測定の様子

工事が不要となるため、
従来の1/3の期間での施工が可能で測定が簡便なことや人工的な震源や電流の通電が不要なある。
また、周辺での交通の渋滞を抑え、重機作業が大幅にことから、市街地でも安全に調査することが可能である。
地

減ることから、
二酸化炭素排出量が低減され、周辺環境に与球統計学やジョイント・インバージョン法といった新しい解析

える影響を最小限に抑えることも期待される。

法を駆使し、
ボーリングや反射法探査結果と合わせて解析す

中央環状品川線大井地区トンネル工事（イメージ図）

ることで地下を三次元的に精度良く把握することができる。

③地上到達
ボーリング

反射法地震探査測線
微動アレー観測点

土被り：0 〜 26m
②マシン
回転・向上

①地上発進
微動アレー移動探査事例（ボーリング、
反射法などを組み合わせて基盤の深度を3次元的に把握）
地上発進～地中転回～地上到達の具体的なレイアウト

地上への到達低土被り掘進【低土被り部掘進イメージ図】

地上からの発進【地上からの発進イメージ図】

発進・到達および立体交差部の掘進イメージ

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レビュー 地下空間・技術開発最前線
矩形断面シールド工法

ハーモニカ工法
大成建設株式会社

鹿島建設株式会社

開発の背景と概要

開発の背景と概要
近年、
都市構造の変革により、多様な断面のシールドトンネ

矩形の大断面トンネルを小断面の矩形に分割掘削し隣接ル技術が開発されている。
供用後の構造に合致し、必要な断する小断面トンネル同士を連結することで大断面トンネルを面形状のみの掘削ができる矩形断面シールド技術が開発さ非開削で構築する工法である。
都市部においては、
交通渋滞

れ、工期の短縮とコストの低減が図られている。

解消を目的とした交差点や踏切のアンダーパス化工事、
イン
ターチェンジなど、
開削工法が採用できない地下構造物を築特徴とメリット

WAC（Wagging Cutter Shield）
工法

造するのに最適な工法と言える。

揺動カッターと伸縮カッター（最大650mmストローク）を組合せ、余掘り範囲を軽減した工法である。

複合円形（矩形に近い）
断面シールド工法
カッタースポークの回転に合せ、余掘りが必要な部分は伸縮カッター（最大830mmストロークのカッターを装備）
で切削を行なうもので、
多様な掘削断面形状に適応可能となっている。

アポロカッター（All Potential Rotary Cutter）
工法
小径のカッターヘッドを高速で回転させ、同時に公転ドラムを制御する
ことにより必要断面を切削する方法
で、矩形をはじめ各種断面への応用性が高い構造である。

特徴とメリット

ハーモニカ工法のイメージ図

地下水位以下および低土被りでの施工条件にも対応可能で、鉛直・水平の単曲線施工や100m超の掘削も可能である。
また、従来の非開削工法より工費の削減、工期の短縮、周辺地盤への影響の軽減など優れたメリットを有している。
揺動式ハーモニカ掘進機

トレール工法（スライド式カッタビット交換システム）
飛島建設株式会社・三菱重工地中建機株式会社

開発の背景と概要
シールドトンネルを掘削するシールドマシンの機械式カッタ
ビット交換技術である。
これまで不可能だった巨礫を含む砂礫地盤から軟弱粘性土まで、あらゆる土質に適合した全地盤

砂、砂礫用のカッタフェース

シールド機のカッタ仕様

対応型のシールド長距離掘進を実現している。

特徴とメリット
カッタスポークに装着されたスライド機構をもつビットホルダ
を、
ロッド把持装置によって中央円筒に引き込み、
カッタビットを

ビットホルダ交換する。
ローラーカッタを含むあらゆる種類のカッタビットを何回でも交換することが可能である。
また、
ビットホルダの変更
により、用途の異なるカッタビットへの交換も可能となった。

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巨礫用のカッタフェース

地下で

貯める！

活 かす！

地下を

～地下貯蔵技術の最前線～～地熱開発技術の最前線～

ANGAS

地熱発電

（Advanced Natural GAs Storage）（社）
日本ガス協会 他12社

開発の背景と概要

J–Power 電源開発株式会社

開発の背景と概要
地熱発電は、地下で一般に200℃程度以上の高温の流体多様化するエネルギー事情と地球環境問題を背景に、天然が溜まっているところ（地熱貯留層）
から生産井により地熱蒸ガスの国内需要は今後も高まる傾向にある。
特に内陸部への気を取り出し、それにより蒸気タービン・発電機を回して発電

パイプラインの整備・拡大と、日間・季節間の需要変動への対応

する。
地表で分離された熱水は、還元井により地下に戻すとい等に期待される技術である。
（社）
日本ガス協会が中心となりう環境に最も優しいエネルギー発電である。
地熱は二酸化炭12社により共同開発された。

素の排出が小さく、純国産の再生可能エネルギーであり、風力発電等と異なり発電所稼働率が高いという特徴があるため、特徴とメリット

地球温暖化対策の面からもこれから最も注目されるエネル①周辺岩盤により耐圧性を確保、②気密材（鋼材）
により気密性を確保、③排水システムにより施工時・内圧解放時には気密材に過剰な外水圧を作用させない、という3つの特徴を有し、薄い気密材厚さ（20mm以下）
でも高圧貯蔵（20MPa）
が可能となった。

ギーと言え、
着実な技術進展が期待されている。

特徴と今後の課題
J–Powerの鬼首地熱発電所は、地下でpH3の強酸性熱水と中性熱水が狭い範囲内で共存していることが特徴である。
液性が極端に異なる流体の流れと岩石の反応による鉱物の溶解・析出の解析をTOUGHREACTという解析コードを使用し先端解析技術を駆使して稼動している。
送電線

気水分離器

生産井から得られた二相流体を蒸気と熱水に分離する装置

地熱貯留層

変圧器
蒸気

還元井

生産井

払出

地上施設

熱水

圧力調整

蒸気︑熱水

地下岩盤貯槽タービン
復水器

タービンで使用された蒸気を冷却凝縮させる装置

復水器でできた
温水を蒸発冷却
させる装置

冷却排水

コンプレッサーによる圧縮

発電機
冷却塔

ポンプ

アクセストンネル
受入貯蔵

還元井へ

パイプライン

地熱発電のしくみ

地熱開発技術は、
地下1,000 ～ 3,000m程度の深部の地熱貯留層の探査技術、
坑井掘削技術、最適開発のために地下

鋼製ライニング式岩盤貯槽の実機イメージ図

での多相（蒸気・熱水等）
非等温流れを解析する地熱貯留層
シミュレーション技術、
温泉の湯垢と同様のスケール析出対策
技術等のさまざまな要素技術を複合させた総合地下開発技術と言える。
また、地上の発電設備も地熱蒸気をそのままタービンに導くフラッシュ発電システムから地熱流体の熱により熱交換器で低沸点媒体を沸騰させタービンを回すバイナリー発電システムまでさまざまであり、地下と地上の最適な一貫シス実証貯槽の岩盤掘削後の貯槽空洞内部

実証貯槽の気密材の組立て実況

テムも重要な技術要素である。

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地下開発利用研究センター 20年のあゆみ〜地球に貢献する地下利用をめざして！！〜
地下開発利用研究センター（以下、
地下センター）は平成

地下センター設立後の10年間は、
以上のように大きなプ

元年（1989年）9月1日に地下空間開発利用の高度なエンロジェクトが多く、国の施策に協力・貢献する形で活動を進ジニアリングの研究開発を行うために設立され、
大深度地下

めてきた。
その後の10年間は、
大型プロジェクトは少なく、
石

空間開発、
石油ガス国家備蓄に関する技術調査等の大型プ

油ガス国家備蓄に関するフォローアップ、大深度地下利用

ロジェクトを立上げ、わが国における地下空間開発利用に関の技術開発等を実施するとともに、
新たな社会ニーズに応して大きな貢献をする調査研究機関として活動してきた。

える地下利用に関するさまざまな課題を検討し、
新たな提言

また、
「地下開発マスタープラン」（地下開発利用基本構を行なう活動を行ってきた。
この最近10年間の活動を集約

想）を調査検討し、地下開発の膨大な知見を織り込んで、すると表1に示すように、
エネルギー関連、
大深度地下利用、

1994年に『地下空間利用ガイドブック』
として集大成し、そCO2 地中貯留（以下、CCS）、
環境・防災・社会インフラ関連

れは、
わが国の地下空間利用のバイブルとして、多くの方々の活動が多くなっている。
また、国等からの受託・補助事業にに利用されてきた。

関しても、従来は随意契約が多かったが、最近は随意契約は大深度地下利用に関しては、
国土交通省を中心として「大深度地下使用法」
が2002年に施行され、地下センターは「大深なく、提案公募等の公募方式に変わってきている。その分、提案書の検討・作成に費やす時間が多くなっている。

度地下利用に関する技術開発」の策定に協力・貢献してきた。

地下開発利用研究センター 最近10年のあゆみ
分野別

平成11年度

平成12年度

平成13年度

平成14年度

平成15年度

平成16年度

平成17年度

平成18年度

平成19年度

平成20年度

平成21年度

地中地盤蓄熱システム

エネルギー
貯蔵技術

石油ガス備蓄基地
詳細・基本計画
深部地盤
直接蓄熱

石油ガス備蓄基地操業時
技術的課題

石油ガス
地下岩盤貯蔵新技術
バイオマス起源DME
エネルギー貯蔵供給

地中都市型
エネルギー拠点施設

天然ガス固体化
地下貯蔵システム

DMEの低温貯蔵供給機械システム

超重質油地下貯蔵
エネルギー使用合理化
鉱山システム未利用・
新エネルギーの利活用

地下揚水発電技術

既存インフラを活用した
利雪システム

雪冷熱システムの多目的利用

都市のエネルギー効率の向上

地域産業活性化水素
エネルギー利用

気体水和物利用水素貯蔵
地下管理型
処理施設

低質排熱利用高効率冷熱変換

雪冷熱エネルギー利用基礎調査
高効率熱電変換システム

熱電変換
システム

高効率熱電変換素子
開発先導研究革新的熱電変換材料

大深度地下利用に関する技術開発ビジョン

大深度
地下利用

大深度地下の特定に伴う先端技術の開発促進調査

外郭にスパイラル
トンネルドーム空間

大深度地下首都圏物流新輸送システム
九州地区CCS
CCSに係わる全国貯留層賦存量調査（RITEと共同研究）
可能性

CO2 地中貯留技術（CCS）

環境・防災技術

地下インフラ
基礎技術

海外CO2貯留層調査
最終処分場遮水システム

産業施設のLCCO2

IT活用災害時救援システム

山岳地下式清掃工場の調査研究

有機融雪剤製造
機械システム

土壌汚染リスクマネジメント

廃棄物の地下保管・再資源化

地下鉄道等の火災性状等調査

再冠水原位置試験

地中式廃棄物ガス化
溶融機械システム

地下水保全・
浄化システム

地下利用浮体免震システム

地下空間開発計画

社会インフラ
再構築化システム

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大規模災害時中小企業BCP
セイフティーネット

3次元地下空間情報利活用

架空送電線
地下化

中部空港アクセス地下利用

制御ボーリング・孔内計測・採水技術

28

土壌環境汚染モニタリング

地下水・再生水
利活用

ミュー粒子地中空洞化

この最近10年間のトピックスを紹介する。
まず、わが国のエネルギーの安定的供給を目指して、石油、る技術開発を経済産業省が主導的に実施している。
（財）地球環境
産業技術研究機構（以下、RITE）

天然ガスに続く新エネルギーの貯蔵に関する調査研究であが経済産業省の補助を受け、エンる。LNG、DME、水素等を低温地下貯蔵、
自然エネルギー

ジニアリング振 興協会はRITEのの一つのバイオガスの貯蔵及び利用方法等に関する調査研分室としてこのCO2地中貯留（以下、CCS）
に関する技術開究を（財）JKA（旧日本自転車振興会）の補助事業として実発に参画してきた。
地下センターは、
地質構造の専門的知識施し、わが国のエネルギーの多様化における貯蔵技術の拡を有しており、会員企業にも多くの知見を有している企業が大の可能性に貢献した。
未利用エネルギーとして、
低質排熱

多くあるので、わが国の沿岸域、
特に、CO2排出の多い場所を利用した高効率冷熱変換システム、
雪冷熱システム等の調の近傍において、どの程度のCO2を貯留できる層があるかの査研究も実施している。

調査を担当した。
現在のCCSは、
超臨界状態のCO2を地下

大型プロジェクトのNEDOの助成事業「高効率熱電変換

800m以深に貯留するが、わが国の地質構造は複雑なので、

システム」
を5年間、
NEDO受託事業「革新的熱電変換材料」

現在入手できる限りの地質データを収集し、分析して、CO2を2年間調査研究し、わが国における熱電変換技術に先鞭

排出源近傍の貯留可能性について提言を行っている。

をつけ、事業化の道筋を立てるとともに、この調査研究に参

環境・防災・社会インフラ関連では、
地下の特性を活用し加した有力会員企業は熱電変換モジュールを商品開発し、事て、清掃工場を山岳の地下に構築する調査、汚染土壌の重業化している。
今まで捨てられていた排熱から電気を直接生金属をレーザーを利用して特定する技術開発、地震等の大産できるこの技術は、低炭素社会に向けたわが国のエネル

災害の後における救援システム、地下空間を3次元で表示すギー生産技術として大きく期待されている。

る技術開発等を実施している。
地下を利用した浮体免震シス

大深度地下利用に関しては、
国土交通省が中心となって、その技術開発を進めており、
地下センターとしても、
特に大深

テムは、
会員企業の社内施設ではあるが、実際の建物に適用され、調査研究成果が実際に活用されている。

度地下から地上へのアクセス、
大深度地下の環境等に関す

このように、
ここ10年間においても、
経済産業省、
会員企る技術開発テーマの提案等に協力・貢献した。
最近では、大業等の協力・支援を得て、わが国の地下空間開発利用に多深度地下利用が実プロジェクトとして適用されるようになっ

くの実績を残すことができた。
自主活動としても、研究企画てきたので、
最も重要な課題である大深度地下を特定する技

WG、
地下利用推進部会においては活発な議論が行われ、
社

術開発を同省より受託し、大深度地下特定方法について提会及び会員企業のニーズに応える多くの活動をし、その成果案を行っている。

を社会に提言してきている。

京都議定書の発効以降、CO2排出削減がわが国でも最

今年は20周年の節目であり、思いを新たにして次に来る

重要課題の一つになっており、CO2排出を削減する技術開30周年に向けて、会員企業とともに、
社会及び会員企業に役発が様々な分野で行われている。
しかし、CO2排出削減にもに立つ研究成果を出し続ける努力を重ね、わが国における地限界があるので、欧米で行なわれているCO2を地中に貯留す

下開発の拠点としての役割を果たしていきたい。
（地下センター：奥村忠彦）

編集後記

ENAA Engineering 2009No.121

1989年、
今から20年前、日本では元号が昭和から平成に変わった時代、
さらにこの年を境に世界の変革の潮流が吹き荒れることになったエポックメーキングな年に、
地下センターは設立されました。
その時代の変革とは、1989年の東西ドイツのベルリンの壁崩壊、1991年のソ連邦の崩壊、それに続く、
長きにわたった冷戦の崩壊、と歴史上の出来事が短期間の間に、夢のように駆け巡った時代で
あります。
一方、
地下開発においては、
約10年後に施行（2001年施行）されることになった大深度地下使用法の胎動を感じつつ、時あたかもバブル絶頂の後半期として、
何から何まで、地下におけるイン
フラ施設や地下構造の構想提案が続いた時代でありました。
そして20年後の現在、地下利用は、
大
深度地下使用法の施行に相まって、パースで表現された派手で夢物語的な地下利用とは異なり、より現実的で実現性のある地下開発利用へと着実にステアリングが切られた感があります。
すなわち、
国
土が狭く、
大都市に人口と産業が集中した我が国固有の特徴に基づく日本版地下利用が、
先端技術
に培われ、
実現されている様子を醸し出しています。
座談会における小島先生をはじめ、皆様のご意見
の通り、国民が安全で、安心して暮らせる日本の国づくりの一環として、
また地球環境を踏まえたインフ
ラ施設、
生活環境施設として、地下利用開発は、
今後益々国民1人ひとりの身の回りで、着実に発展していくものと思われます。
設立間際から地下センターの運営等に携わってきた会員の1人として、今後に発刊される30周年記
念号において、
地下センターの付加価値がますます発揮され、多くの国民に、輝き放った姿を映しているであろうことに期待を寄せて、
地下センター20周年のお祝いと編集後記と致します。（藤村 久夫）【広報部会「広報誌編集分科会」】
分 科 会 長 ： 笠原 文東 （日揮）
副分科会長 ： 藤村 久夫 （鹿島建設）
委
員 ： 浅川 時生 （IHI）
江﨑 和博 （荏原製作所）
塚原 義智 （大林組）
高橋 元（JFEエンジニアリング）
佐久間 弘二 （石油資源開発）
大久保 澄 （大成建設）
岸本 健夫 （千代田化工建設）
宮脇 邦彦 （東洋エンジニアリング）
河野 浩一 （三菱重工業）
事

務

局 ： 小倉 三枝子
三井田 英明 （地下センター）発

行 ： 財団法人 エンジニアリング振興協会

制

作 ： 東洋美術印刷株式会社〒105-003
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