ISSN 0910–4593

Engineering Advancement Association of Japan2 0 1 9 S e p t e m b e r N o .1 5 3

一般財団法人エンジニアリング協会

Engineering Advancement Association of Japan

2019 September No.153

地下開発利用研究センター
設立30周年記念号

安全で快適な地下空間の創造をめざして

Contents

1

祝辞

地下開発利用研究センター設立30周年に寄せて
前田 泰宏

2

経済産業省 地域経済産業グループ長

地下開発利用研究センター設立 30 周年 記念座談会

安全で快適な地下空間の創造をめざして
高田 悦久
太田 誠
平松 晋一
奥村 忠彦
8

鹿島建設株式会社 専務執行役員 土木管理本部 副本部長
大成建設株式会社 土木本部 執行役員 国際管理部長
応用地質株式会社 顧問
エンジニアリング協会 地下開発利用研究センター 所長

えんじにありんぐ・ふぉーらむ

地下空間利用の潮流と未来展望 －Underground for Human－

大沢 昌玄
12

日本大学 理工学部土木工学科 教授

21

寄稿

我が国の地熱開発の展望

海江田 秀志一般財団法人 電力中央研究所
地球工学研究所 首席研究員

15

コラム 大使館の活動紹介

ニュージーランド地熱シンポジウム
今村 吉文

16

ニュージーランド貿易経済促進庁 商務担当官

レポート 日本を代表する地下交通インフラ

東京外かく環状道路（関越～東名）における道路の地下空間の利用について
国土交通省 関東地方整備局 東京外かく環状国道事務所

東京における最近の地下鉄改良工事
東京地下鉄株式会社

整備新幹線の現状と適用中のトンネル技術について
独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構

阪神高速道路における大規模地下工事の現状
阪神高速道路株式会社

横浜環状北西線の建設～地下構造の概要～
首都高速道路株式会社

レビュー 国内の最新地下関連技術
高度化が進む地下掘削技術●上向きシールド工法● AI によるシールド掘進合理化●過密都市の地下を拓く●地下街直下におけるトンネル施工●『VERSATILE BOX 工法』－都市部の輻輳する地下空間での合理的な矩形トンネル掘削技術－●大断面シールドの高速掘進と消費電力低減『省エネシールド』●削孔データを使用した 3 次元地山評価システム「DRISS-3D」●①サンライズビット工法② RPG（Ring-Post-Grouting）工法
地下を見える化する技術●光ファイバーによる地層変形モニタリング●単孔式のポータブル地下水流向流速測定技術●光ファイバー DAS を用いた表層地盤への適用性試験●宇宙線ミュー粒子による地盤探査システム●最新の三次元地下探査技術●大水深海上ボーリング調査『傾動自在型試錐工法』

28
29

地下開発利用研究センター30年のあゆみ
編集後記
裏表紙写真提供／大沢 昌玄氏

祝辞

地下開発利用研究センター
設立30周年に寄せて
経済産業省 地域経済産業グループ長

前田 泰宏

平成元年（1989年）に地下開発利用研究センター

さらに、再生可能エネルギーの一つとして注目をが財団法人エンジニアリング振興協会の付置機関と集める地熱開発に関しては、2012年度に独立行政して、地下空間の高度利用に必要なエンジニアリン

法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構から「小規模グの研究開発を行うための組織として発足されて以地熱発電及び地熱水の多段階利用事業の導入課題調

来、順調な発展を遂げられ、このたび新元号となった査」を受託するとともに、2013年度からは資源エネ

令和元年（2019年）に30周年を迎えられましたこと

ルギー庁による「地熱開発理解促進関連事業」
を受託

は大きな節目であり、心からお慶び申し上げます。

し、地熱開発に取り組む自治体支援を精力的に進め

皆様御高承のとおり、地下開発利用研究センター

られてきました。また、2018年度には、国立研究開は経済・社会活動の新たなフロンティアとして地下発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構から、空間の有効利用が強く求められていた時代に設立さ「IoT-AI適用による小規模地熱スマート発電＆熱供れ、以後、地下空間の高度利用に必要なエンジニアリ

給の研究開発」を受託し、2020年度までの3年計画

ングに関する研究開発を推進されてきました。

で業務が推進されております。

例えば、1989 〜 1996年度の新エネルギー・産業

これらの事業には、地下開発利用研究センターが技術総合開発機構による「大深度地下空間開発技術」、

これまで蓄積されてきたノウハウが活用されてお2000 ～ 2001年度の国土交通省による「大深度地下り、今後も、地熱発電の普及拡大とこれに伴う地域産

空間利用技術」の研究開発を実施し、これらの成果

業振興・活性化に貢献されることを期待しています。

は、現在施工中のリニア中央新幹線、東京外かく環状

限られた国土で創意工夫を進め、経済発展を成し遂道路の建設に寄与し、我が国の大深度地下開発に大げてきた我が国において、地下空間の高度利用というきく貢献されています。

視点は重要であり、地下開発利用研究センターの取りまた、設立20周 年事業として2013年に発刊され組みは今後の日本の発展にも大きく寄与するものであました「地下空間利用ガイドブック2013」は、地下空ると認識しており、引き続き研究開発を推進していた間利用に携わる実務者の必携の書として活用され、だき、画期的な発想による提言を期待しています。

2015年には、その英語版「A Guide to Underground

最後になりましたが、地下開発利用研究センター

Space Utilization and Planning 2015」を発刊するなのこれまでの活動に心から敬意を表しますとともど、我が国における地下空間利用の豊富な知見と経験に、今後一層の御発展を祈念致しまして、お祝いの言を海外に展開するための一助となっています。

葉に代えさせていただきます。

ENAA Engineering No.153 2019.9

1

地下開発利用研究センター設立30周年

出記念座 談会

席

者

高田 悦久

太田 誠

平松 晋一

奥村 忠彦［兼司会］

鹿島建設株式会社
専務執行役員 土木管理本部 副本部長

大成建設株式会社
土木本部 執行役員 国際管理部長

応用地質株式会社
顧問

エンジニアリング協会
地下開発利用研究センター 所長

安全で快適な
地下空間の創造をめざして〜官民連携の地下開発で社会インフラの高度化に貢献〜
東日本大震災や2018年の西日本豪雨等の広域被害を教訓に、我が国ではいま、災害に強い街づくりが強く求められています。
また2020年の東京オリンピック・パラリンピックや2025年の大阪万博を見据えた都市再開発においても、限られた地上空間への対応が重要テーマとして浮上してきました。こうした課題に対する回答のひとつが、安全で快適な地下空間の創出と、機能的な地下施設の建設です。
今回は我が国のインフラ整備を牽引する3名の識者をお招きし、地下開発のあるべき姿と地下空間の価値ある活用方法について語り合っていただきました。

最前線でご活躍され、研究企画委員

インフラ整備の重要性を社会に向けて発信する会などで委員長を務めてこられた皆さんをお招きして、地下空間利用の将来
展望や地下センターの果たすべき役

2

奥村：

効活用や災害に強い都市空間の創造

割についてご見解を伺うことにしまし

地下開発利用研究センター（以下、地が強く求められるなか、地下開発 へた。忌憚のないご意見をお聞かせい下センター）は本年 9月に設立 30 周年の関心が一段と高まってきました。そ

ただき、それを今後の地下センターのを迎えます。昨今、限られた土地の有こで今回は、我が国のインフラ整備の活動に役立てていきたいと考えていま

ENAA Engineering No.153 2019.9

地下開発利用研究センター 設立30周年 記念座談会

す。それでは最初に、社会インフラ整

再認識し、日本の発展と国民の安全割に関して前向きな世論を形成してい備の重要性について高田さんからおな暮らしのために、その整備を再加速くという意味において、エンジニアリン

話しいただけますでしょうか。

する必要があるのではないでしょうか。

グ協会の果たすべき役割にも大きなものがあると思っています。

高田：

太田：

日本はこれまで社会インフラの整備・公益社団法人土木学会の前会長であ平松：

構築に力を注いできましたが、いまだる大石久和さんが、日本建設業連合

地質技術者の立場でお話しさせてい道半ばという印象を持っています。気会の会報で日本とアメリカではインフ

ただきますと、日本が地震国であり火象的にも地形的にも災害の発生が避ラ整備への熱意がまったく違うと書か山国でもあるという事実を忘れてはい

けられない我が国において、災害に強れています。アメリカでは、オバマ前

けないと思います。南海トラフ巨大地

いインフラが確立されているとは言い大統領が教書のなかで、今後もハイ

震、首都直下型地震、あるいは富士山がたい状況が残存しています。また道ウェイの建設や鉄道網の充実を進め、噴火など今後発生しうる大規模災害を路などの交通インフラについても、東国力の強化に邁進していくと宣言しま

想定して事前対策を講じる必要があり

京、大阪の大都市圏では慢性的な渋した。インフラの整備を国家の生産性

ますし、地震や津波から命を守る安全

滞が解決していません。産業や社会のを上げる最重要の施策に位置づけたな都市空間の構築や、二次災害を阻止

あらゆる領域でスピードが求められてわけです。一方、日本ではインフラ整するインフラ装置のバックアップなど、

いるなか、スピードを支えるべき道路

備の重要性に対する認識が国民の間被害の連鎖を防ぐための取り組みがま

インフラが未完成なまま放置されていで広く共有されているとは言いがたい

すます重要になっています。私たちはます。それに加え、最近では「コンク状況にあると思います。我々社会イン

2011 年に東日本大震災という未曾有リートから人へ」というスローガンが声

フラの構 築に携わっている人間は、の災害を経験しました。防災意識が高高に喧伝されるようになり、社会インフ

もっと積極的にインフラ整備の重要性まりを見せている現在こそ、国民のなラの整備が足踏みをしている状態でを社会に向けて発信していくべきでかにインフラ整備のコンセンサスをつす。いまこそ社会インフラの重要性をしょう。また社会インフラの機能と役くる好機ではないかと感じています。

地下空間の構築に求められる「防災」「減災」の社会的視点

せんが、それには多額の資金が必要となります。民間のデベロッパー、施工会社には、もっと速く安価に地下構造物を建設する仕組み、技術を開発

奥村：

え、社会インフラ整備における地下空していただきたいと希望しますし、国

インフラ整備の重要性を広く国民に訴間利用の意義と課題について、ご見解には規制緩和や資金供給も含めて民求していくべきであることがよく理解でをお聞かせください。

間をサポートする施策を求めたいと思います。地下空間は地上の天候や気きました。では次に社会インフラのなかでも特に地下空間の活用に焦点を当高田：温から隔離された、商業活動を行うにてて皆さんのご意見を伺いたいと思い

私は長年ダムの施工に携わってきましは最適な場所です。地下開発は、我ます。現在、我が国の都市再開発事業たので、都市の再開発には精通しておが国の経済を活性化させる起爆剤にでは、地上構造物の建設と地下空間のりません。ただインフラ領域で活動すなるのではないでしょうか。

有効利用が一体的に進められていまる者として強く感じるのは、地下空間

す。地下鉄駅、地下歩道、地下街、地下の構築・活用に向けて官民一体となっ太田：

駐車場はもとより、防災・減災の観点た合理的な仕組みをつくることが不

先般、大成建設に研修に来た中国建から、豪雨の雨水を一時的に貯留する

可欠だということです。地下利用のメ

築集団有限公司の 31 歳の社員が、中地下調整池も積極的に建設されるようリットを最大化するためには一定面積

国では道路建設や地下調整池の建設になってきました。こうした動きを踏ま以上の空間を確保しなければなりまに当たって、公共施設の建設・運営

ENAA Engineering No.153 2019.9

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等に民間の 技 術や資金を活用する

平松：

PPPという手法が採用されてきてい官民 の 協 調 は 本 当に重 要で す ね。

ると話してくれました。日本でも大規

我 々地質コンサルタント業 界でも、模再開発のような場合に、官民がそ2016 年の博多駅前道路の陥没事故をれぞれの経験と知見を持ち寄ること契機に、地下開発の安全性確保が強が大切だと感じています。もうひとつ

く意識されるようになり、地盤情報の強調したいのは、地下空間の構築・共有化に向けた動きが本格化してい活用には防災的な観点が必要だといます。ボーリング情報はいま、国土交

うことです。1992 年、シカゴで大規通省と一部自治体のデータしか閲覧

模な洪水災害が発生しました。市内

できませんが、官民それぞれが実施し河川の橋脚防護工事の際、以前に構た地質調査のデータを登録・公開し、築された地下トンネルを杭で打ち抜い

事業者間で共有するためのシステムてしまったわけです。シカゴの地下は

写真1

石炭使用時代に構築された物流用のシカゴの地下物流トンネルの視察（1992年）。
写真右が太田氏。
（大成建設株式会社提供）

トンネル（写真 1）が縦横に通っている

構築が進んでいます。この取り組みが現実化すれば、都心部における地下開発がより活性化すると同時に、地下ため、ダウンタウンの地下全域が水没

流れ込みが問題となっています。地下

施設の維持管理や更新、老朽化対策

してしまい、停電が発生し都市機能空間の活用には、火災対策、浸水対がより安全で効率的なものになるはが麻痺しました。日本でも近年はゲリ策などの徹底したリスク管理が必要ずです。

ラ豪雨が多発し、地下街への雨水のだと考えています。

た。海外における地下開発工事の現独自技術に磨きをかけ、世界の国と地域に新たな価値を提案

状と課題、そして課題克服の取り組みについて、まずは太田さんからお話を伺えますか。

奥村：

ノイやバンコク、ジャカルタなどの各国

近年、日本の建設会社やエンジニアの中核都市では、地上部分の整備が太田：

リング会社は、中国、東南アジア、中東ほぼ完了していることもあり、開発の

私はこれまでマレーシア、フィリピン、などを中心とした海外のインフラ案件

主対象が地下鉄や地下送水管の建設

台湾、チュニジアの 4 カ国で火力発電に力を注いでいます。そうしたなか、ハなど地下空間の構築に移行してきまし

所や橋梁の建設に携わってきました。

高田 悦久

太田 誠

（たかだ よしひさ）（おおた まこと）

鹿島建設株式会社
専務執行役員 土木管理本部
副本部長

大成建設株式会社
土木本部
執行役員 国際管理部長

1953年生まれ
1976年 大阪大学工学部土木工学科卒業
同上 鹿島建設株式会社入社
1996年 横浜支店 宮ケ瀬ダム本体建設工事事務所次長
2001年 関東支店 滝沢ダム本体JV工事事務所長
2004年 東北支店 胆沢ダム堤体盛立JV工事事務所長
2009年 土木管理本部 統括技師長
2012年 執行役員土木管理本部副本部長
2015年 常務執行役員土木管理本部副本部長
2018年 現職

4

ENAA Engineering No.153 2019.9

1957年生まれ
1981年 京都大学工学部土木工学科卒業
1983年 京都大学大学院工学研究科土木工学専攻修士課程修了
同上 大成建設株式会社入社
1990年 カリフォルニア大学バークレー校留学
2003年 大成建設株式会社国際支店作業所長
2008年 同名古屋支店作業所長
2 011年 同土木本部土木技術部橋梁設計・技術室長
2013年 同土木本部土木技術部長
2017年 同土木本部執行役員土木技術部長兼国際管理部長		
2019年 現職

地下開発利用研究センター 設立30周年 記念座談会

その際、最も気を配ったのがローカル

高田：

平松：

な地質条件にどう対応するかという点

建設会社の海外 事業はいま、大きな地質調査の分野でも日本の優位性はでした。日本と諸外国では地質の生転換期を迎えています。かつては日本失われつつあります。山の地勢や地質

成過程がまったく異なっており、実際企業が先進的な設計技術やノウハウを的確に読み解く地質技術者の直感に杭打ちを行って初めて、土地の状態を駆使して海外案件を幅広く手掛け的な判断力は、以前は日本人ならではや地下水の状況が判明します。マレーていましたが、近年は現地企業が着のスキルとして高く評価されていまし

シアの火 力 発 電 所 の 建 設 では、54

実に実力を蓄え、一般的な工事であた。しかし彼らもいまや定年を迎える

メートルの PHC 杭を 5,000 本くらいれば完全に遂行できるようになってき

年齢になり、そのノウハウを継承する打ったのですが、2 カ月経って確認しています。橋梁などの一部分野を除く

次世代も十分に育っていません。そうてみると、その多くが浮き上がってくと、日本企業の優位性は技術面でもしたなかで 脚 光を浴び ているのがるという事象に遭遇しました。チュニ

プロジェクトの管理面でも失われつつ

BIM/CIM−。建築や土木の調査・

ジアではリバース工法を採用しましたあるというのが私の現状認識です。現

設計段階から 3 次元地盤モデルを導が、地下深部が固い粘土層のため1日

地企業でも実行可能な一般案件を、入し、そのデジタルモデルに基づいてにわずかしか掘り進めることができ価格競争をしてでも獲りにいくという

施工や維持管理を行うことよって工事ず苦労しました。日本企業が初めて行のは 本 当に正しいことなのか−。

の生産性や品質を高めるマネジメント

く国や地域では、リスク管理の観点か

日本の建設会社が今後も海外でプレ手法です。建設業界におけるデータのらも、詳細な地質調査を実施して土のゼンスを発揮したいと考えるならば、共有化や相互運用を推進しているビ状態を把握しておくこと、また想定と独自技術にさらに磨きをかけ、対象とルディングスマートという国際団体が異なった場合の対処の仕方についてなる国や地域に新しい価値を提案・

いま BIM/CIM の国際標準化に向け事前に検討をしておくことが大切だと提供していくことが必要だと考えていた取り組みを進めており、私もその動

思います。

ます。

向を注視しているところです。

生産性向上のための技術開発―
ICT を駆使して計測結果を検証可能に革の一環として週休二日制の浸透に力を注いでいます。こうした取り組みが成功するかどうかは、新たな技術・システムの導入により建設現場の生

奥村：

図 り、生 産 現 場 の 魅 力 を 高 め る

産性をどこまで上げることができるか

国 土 交 通 省は 2017 年より、ICT の「i- Construction」を推進しています。

という一点に懸かっているのではない

活用を通じて建設業の生産性向上を

また日本建設業連合会でも、働き方改でしょうか。その意味で平松さんが紹

平松 晋一

奥村 忠彦［兼司会］（ひらまつ しんいち）（おくむら ただひこ）

応用地質株式会社 顧問
技術士（応用理学部門、建設部門、総合技術監理部門）

エンジニアリング協会
地下開発利用研究センター 所長
兼 地熱プロジェクト推進室長
工学博士、
技術士（建設部門）1957年生まれ
19 81年 北海道大学理学部地質学鉱物学科卒業
同上 応用地質株式会社入社
1995年 中国支社 地質技術課長
2002年 中国支社 技術センター長
2008年 執行役員 エネルギー事業部長
2013年 執行役員 エンジニアリング本部副本部長
2016年 執行役員 技術本部副本部長 兼 砂防・防災事業部長
2017年 常務執行役員 技術本部長
2019年 現職

1945年生まれ
1972年 東京大学大学院工学系研究科 土木工学専攻 修士課程修了
同上 清水建設株式会社入社、土木技術部
1973年 技術研究所配属
1984年 海外本部ロサンゼルス駐在事務所 課長
19 91年 エンジニアリング本部企画部長
1999年 土木本部営業部長
2002年 技術研究所副所長
2005年 定年退職、エンジニアリング振興協会 地下開発利用研究センター所長
2012年 現職

ENAA Engineering No.153 2019.9

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介してくださった 3 次元モデルによるというと機械に注目しがちですが、機構築しますが、台帳に真実が記載され調査・設計・施工などの一元管理は、

械は建機メーカーが製造した汎用製ているとは限りません。3D モデルはあ

建設業の魅力を広く社会に発信する品、大切なのはハードを制御するソフ

くまでも仮想空間です。すべてが視野

切り札のひとつになるかもしれませ

トの方です。ソフトウェアの進化を通に入る空中と異なり、地下地盤は直接ん。ここからは地下空間開発を効率じて掘削技術の高度化や掘削コスト

目に見えませんから、入力したデータ

的かつ経済的に進めていくために必の低減を実現できれば、日本の地下が本当かどうか常に検証が可能なシス

要な技術開発について、皆さんのご見

開発はさらに活性化していくでしょう。

テムにしていくことが大切です。

太田：

平松：

高田：

私は昨今の技術革新の在り方についデジタル運用には慎重さが必要だとい鹿島建設は 10 年前から建設現場のて、少し注意しなければいけないとうことですね。我々の地質調査業界

生産性向上を図るために、建設機械

思っています。例えばいまは AI が流でもいま、高精度な 3 次元地盤モデル

が自律・自動運転を行う次世代の建行っていて、大成建設でも調査研究のの構築に力を注いでいます（図 1）。日

設生産システム「A4 CSEL ®（クワッドプロジェクトが 10 件程度 動いていま

本の地盤は複雑で、ボーリングとボーアクセル）」を開発してきました（写真 2）。

す。しかし、依拠している理論や学説、リングの間の地質データは、長らく地

それまで日本の建設現場では、機械研究者がそれぞれ異なるため、AI そ質技術者の経験と勘に頼って収集・化こそある程度進んでいたものの作のものの捉え方、活用方法がみな違っ分析されてきました。しかし、それで業自体は機械を操作するオペレータているわけです。やはり基本は人−。

は不確実性を取り除くことはできませの技能と裁量に全面的に依存していAI の指示通りに作業を進め、それでん。最近はレーダーによる物理探査

ました。熟練作業者の減少に対応し事故が発生しても誰も責任を取ってはで比較的浅い地層を調べ、もっと深つつ生産性を上げるためには、仕事くれません。また 3 次元モデルは地盤い地下水の状況などは電気比抵抗のの 構造そのものを刷 新 する必 要がに関する情報や埋設物台帳に記載さ分布で見るという手法を使って、地質あったわけです。一般の方々は自動化れた情報を集約してデジタルデータを状態の正確な把握に努めています。

解を伺っていきたいと思います。

図1
写真2 小石原川ダム A 4CSELによるコア一層分の堤体盛立（鹿島建設株式会社提供）

地下街周辺の3次元地盤モデル（応用地質株式会社編集）

出典：一般財団法人エンジニアリング協会 地下開発利用研究センター、「平成30年度 地下情報の基盤モデルづくりに関する調査 報告書」、2019年3月

持続性ある都市づくりに不可欠な地下空間の高付加価値化ています。一方、浅草などの歴史ある地下街でも、大規模更新による現代的な地下街への転換が検討され始めています。2020年代の日本にとって、

6

奥村：

りでは、駅と駅、駅と商業ビルを地下

どのような地下空間利用が望ましいの

地下空間の活用にはさまざまなアプ

歩道で有機的につなぐことで、通勤にか。地下利用のあるべき姿についてごローチが考えられます。札幌の駅前通

も観光にも便利な地下空間を創出し意見をお聞かせください。

ENAA Engineering No.153 2019.9

地下開発利用研究センター 設立30周年 記念座談会

高田：

太田：

付加価値の高い空間づくりが今後の

私は横浜に住んでいますが、区役所に課題ではないでしょうか。例えば地下行かなくても新横浜駅の地下にある行平松：

通路をただ目的地に到達するための政センターで住民票などを取ることが2015 年の国連サミットで採択された手段として使うのではなく、イベントのできます。また現在はコンビニや大規SDGs（持続可能な開発目標）のなか

開催や情報ディスプレイの設置によっ

模ショッピングセンターに押されて昔なに「住み続けられるまちづくりを」といて、通路自体を目的地に変えてしまう。

がらの商店街が消滅しつつあります

う項目があります。また内閣府地方創

そうした取り組みが活発化することで、が、地下街に魚屋や八百屋、雑貨屋と生推進室は、SDGs の優れた取り組み

地下利用の新しいかたちが見えてくる

いった個人商店を誘致すれば、日々のを発信する都市として「SDGs 未来都のではないかと期待しています。地下暮らしに密着した心地よい空間が生ま市」を選定しています。持続性ある都街や地下通路の建設には多額のコストれるでしょう。そして地下街のさらに下市づくりに地下空間の有効利用は欠が 投じられています。空間の多機能に、各種ライフラインの共同溝を設けかすことができません。官民、NPO、化、高付加価値化を図ることで、コストる。行政と個人商店、ライフラインなど

地域住民が連携して、中長期的視点

パフォーマンスの高い地下空間づくり

を一体的かつ重層的に展開することに立った都市空間創造を進めることが可能になると信じています。

で、地域住民に愛される地下空間が完が肝要でしょう。

地下開発ビジネスの醍醐味を
日本の次代を担う若者たちへ成すると思います。

ンターには、そうしたトレンドの牽引者となり、市民の皆さんだけでなく、地下ビ
ジネスに携わる人たちに将来への指針を示していただきたいと考えています。

奥村：

ダーの建設誘致プロジェクトに携わっ

昨年 6月、東京メトロが地下鉄の駅内にています。インフラ関係の仕事をしてい太田：

プライベートオフィスを設置し、時間制でる若手の技術者や営業マンには、日本

私はいま研究企画委員会の委員長を貸し出す「サテライトオフィスサービス」をにはまだこんなに面白い仕事があるん

務めていますが、地下空間の有効利開始しました※。地下鉄の駅にも駅前広だと実感してもらいたい、それが私の一用をさらに進めるためには、地下で長場を創ろうという動きが出ているとも聞番の願いです。地下センターは都市の時間過ごすと人の精神状態にどのよういています。地下センターはこうした民間

未来像を創るという価値ある仕事を推な影響が生じるか、あるいは地下活の取り組みに呼応しつつ、我が国の地下進されています。今後は情報発信にさら

用は社会にどのようなメリットをもた開発のあるべき姿を社会に発信し、地に注力され、若い世代に地下開発事業

らすかといった心理学的、社会学的

下空間利用の取り組みを牽引してまいりの醍醐味や意義を伝えていってほしい

アプローチが必要だと感じています。

ます。最後に、当センターに対するご意と希望しています。

地下センターには人材が豊富ですか
ら、そうした研究も進めていただくと、

見・ご希望をお聞かせいただけますか。

高田：

地下開発の新たなビジョンが生まれて平松：

日本ではいま社会インフラにおける防災

くるのではないでしょうか。

現在、地質調査会社の収益の多くは、や減災の必要性が強調されていますが、トンネル、道路の点検や砂防施設の老一方でオリンピック施設の建設のような

奥村：

朽化診断など、メンテナンス関係の地味

国民に夢を与える大規模プロジェクトも皆さんのお話を伺い、地下空間が無限のな仕事に依存しています。私が若かっ

着実に進展しています。地下開発におい可能性を秘めていること、そして快適なた頃は、ダム建設の地質調査を一任さても、エンターテインメントの要素を持っ地下空間づくりに建設会社や地質調査れるなど、面白い仕事を数多く手掛ける

た地下街の建造など、楽しくて地域社会

会社が真摯に向き合っていることを実感ことができましたし、現在は陽子・陽電の拠点にもなる空間の創造が始まってすることができました。本日はお忙しい

子の衝突実験を行う国際リニアコライ

います。エンジニアリング協会や地下セ

なか、本当にありがとうございました。

※実証実験のため 2019年 7月31日で終了。

ENAA Engineering No.153 2019.9

7

えんじにありんぐ・ふぉーらむ

地下空間利用の潮流と未来展望―Underground for Human―

大沢 昌玄（おおさわ まさはる）

日本大学 理工学部土木工学科 教授
1997 年日本大学理工学部土木工学科卒。1997 年住宅・都市整備公団（現独立行政法人都市再生機構）入社。首都圏都市開発本部、東京支社、埼玉地域支社において都市開発業務に従事。
2003 年退職、同年日本大学理工学部土木工学科助手。2008 年博士（工学）を取得し、2009
年専任講師、2013 年准教授。2016 年より現職。

さまざまなインフラを収容し、人々の快適な暮らしや円滑な都市活動を支えてきた地下空間。
現在では歩行者空間が設けられ、人々が憩い、
賑わいを創出する場へと変化しつつある。
今回は、
都市計画、
都市交通計画、土木史を専門に研究を行う大沢昌玄氏にこれまでの地下空間の役割とこれからの地下空間活用の未来像についてお話しいただいた。

1

これまでの
地下空間利用の在り方

また、水害を除く災害時の避難場所

混乱をきたすと予測される場合に、地としての役割も忘れてはならない。

下を利用することで問題を解決しよう

地下空間を考える４つのポイント
都市内の地下空間の役割とはとする考えもある。例えば東京外かく
環状道路関越～東名区間は、当初は都市の地下空間を考える上で、「連地上で計画されていたが、その後大深地下の全体像を考察するにあたり、

続性」
「時間制」
「収容性」
「代替性」

度地下方式となり現在建設が進めら

まず、都市内の地下空間の役割につという 4 つの重要なポイントがある。

れている。

いて考えてみると、これまでは「機能このうち「収容性」については前項で性重視」で展開されてきたと言えるだ

述べたとおりである。

要なのは管理区分が異なる中での連ろう。上下水道・電気・ガス・通信・「代替性」とは、地上を有効活用す続性という点である。その最大の例

冷暖房といったライフラインや、水害るためにその代替として地下を利用す

は大丸有地区（大手町・丸の内・有から都市を守る雨水貯留池、鉄 道・ることである。海外の事例ではある楽町）の約15kmにも及ぶ地下歩行者

駅・道 路、駐車 場・駐輪 場など、多が、ドイツでは道路の地下化が大きく

ネットワークであり、道路の下は公共

岐にわたるインフラを収容する空間と進められている。西洋の歴史的建造

または鉄道会社、ビルの下は民間ビ

して、都市の地下が果たしてきた役割物が多く残るドレスデン市では、広場

ル所有者と管理区分が異なっている。

の重要性は計り知れない。

に地下駐車場が設けられ、歴史的空

このエリアでは地下空間利用のため

しかし現在では地下に歩行者のた間の維持に配慮がなされてめの広場が設けられ、人々が滞留しいる。なお、日本でも首都賑わいが創出されるといった効果が

高 速の日本 橋 付近 が 現 在

生まれつつある。例えば 2011年3月の地上ルートから地下ルーにオープンした札幌駅前地下歩行空間

トへと変更の都市計画手続「チ・カ・ホ 」では、1日8万5千人のきが 進められており、将 来

歩行者が利用し、さらに飲食やイベン

的には日本橋川の開かれたトを楽しんでいる。このような賑わい

水辺空間が復活することと空間・交流空間としての地下の役割なる。一方で代 替 性には、は、今後ますます注目されるだろう。

地上に構造物を設ける際に次に「連続性」であるが、ここで重美しい景観が保たれているドレスデン市ノイマクト広場

8

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のマスタープランが作成されており、と、これまでは作って終わりであった。

当時の東京地下鉄道を描いた絵葉

ビルの建て替えなどの際にマスター

しかしながらリニューアルの時期を迎書を見てみると、皆正 装して電車にプランを含めて公と民がうまく連 携

えているいま、作った時の技術や課乗っているのが分かる。地下鉄に乗っし、巨大で便利なネットワーク空間

題及びその対応策をどう次世代に継て銀座へ行き、百貨店で買い物をするが形成されていった。

承していくのかということをよくよく考というライフスタイルを生んだのは東えなければならない。

京地下鉄道であり、地下鉄を使えば雨

最後に「時間性」という点である。
誤解を恐れずに言えば、時の経過にに濡れずに百貨店へ行けるというライよって一定の役割を終える地下が今

フスタイルを生み出したのも、地上で後出てくると考えられる。例えば地方の地下街において、郊外にショッピン
グセンターができるなどして寂れ、機能を更新するも需要がなく、営業を終
えたいという意向も当然予想される。

2

都市内の地下空間の変遷

東京地下鉄道が生み出したものはなく地下のネットワークなのである。
さらに、東京地下鉄道には今日にもつながる技術が二つ入っていたと言われる。ターンスタイルの自動改 札 機とATS（自動列車停止装置）である。東

ここで問題なのは、地下空間の作り

地下が日本でどのように認識され、京地下鉄道は、ライフスタイルだけで方はあるが閉じ方がないという点で地下街が誕生したのかを紐解くとき、なく、鉄道技術としても新たな概念をある。特に都心部の場合はそのまま

まず挙げるべきは1927（昭和 2）年に生み出したのである。

土を埋め戻せばいいのか、あるいは上野～浅草駅間で開通した東京地下

違った使い方があるのか。役割を終え

鉄道、いまの銀座線であろう。
「地下鉄る地下をどう活用していくのかというの父」と呼ばれる創業者の早川德次

ことを真剣に考えなければいけない

は、1914（ 大正3）年に鉄 道と港 湾の時期が来ている。

調査研究のため欧州を訪れた際、ロン

今後の地下空間の課題と対応策

ドンで地下鉄が発達しているのを目の当たりにする。東京の路面電車の混

今後、地下空間が抱えるであろう課雑状況を憂慮していた早川は地下鉄

題は二つある。一つは、地下空間は目の必要性を確信し、苦難の末、開通に見えないだけに、その必要性についに導いた。

日本最初の自動改札を通過する正装した利用者たち
出典：東京地下鉄道開通記念絵葉書て社会の理解を得るのが難しいことで地下鉄の建設計画を進める際、早ある。また、複雑多様な関係者がおり、川は鉄道と百貨店の関係性を非常にその調整も非常に困難である。

重視した。朝夕のラッシュ時だけでな

1931（昭 和 6）年、早川は上 野 駅

もう一つは地下街のリニューアルでく昼間の買物客や土日の利用を誘発

構内に地下道を建設し、店舗を誘致ある。地下街を作るまでは建 築、土するために、百貨店の存在が必要でして地下鉄ストアを開店させた。その木、設備など多くの技術者が存在すあると考えたのである。したがって、

目的は、地下鉄事業には莫大な資本るが、作った後はしばらく営業的な視

沿線の浅草、上野、銀座、新橋駅にが必要なため鉄道だけの収益では賄点を持った人間しかいない。しかし約は上野松坂屋や三越などの六大百貨

いきれず、テナント料を鉄 道 経営に50年が経過するとリニューアルの必店があった。両者の関係で特に特徴

組み入れ経営を支えることであった。

要性が出てくる。その時にはもう技術的なのは三越前である。当時資金難

以後、神田須田町地下鉄ストア、銀座者も作った時の技術も残っていない。

に陥っていた早川は、駅 建設にあたストアなどが続々と開店する。このよ

どうやってリニューアルを進めるかとり三越に話を持ち掛け、三越に整備

うに、戦前は、地下鉄経営を支援す

いう計画的推進力、技術的にどう対してもらう代わりに駅名にその名前をる観点で地下街が発達した。

応し取り組んでいくかという技術的用いたのである。これは現在でも日第二次世界大戦後、露天商集約の推進力において、そもそも誰に相談し本中で行われている新たに駅を設置ための空間として地下街が用いられていいのか分からないという課題がする際の請願駅方式の費用負担の元るようになる。終戦直後から駅前には生じているのである。どちらかと言う祖でもある。

闇市が多数出店したが、戦災復興土地下街の変遷〜発達と抑制

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9

えんじにありんぐ・ふぉーらむ

地区画整理事業により駅前広場建設

が、おそらく地下街で初めて、一部を単純にある地下は「建築物地下階」での計画が持ち上がると、立ち退きを全面閉鎖し歩行者の通行を制限してある。また地下空間の種類により、地拒否する露天商を収容するために地工事を行っている。閉鎖した場所は、下街の躯体建設に採用されている技

下街がつくられるようになった。

歩行者数、ネットワークの観点から全術基準も鉄道系、道路系、民有地系

さらに1960年代の高度 経 済成長

面閉鎖が可能となったが、1 日何万人に分かれる。さらに道路法や鉄道事業期になると、モータリゼーションが急と通行し、ネットワークとして途絶で法、建築基準法、消防法、水防法など速に進み、路上駐車が増え交通渋滞

きないような場所でのリニューアルは多数の法律が関与しており実に難解が頻発するようになる。その解決のた

今後大きな課題である。

である。この 複 雑 すぎる状 況 がリ

め駐車場が地下に設けられたが、換気などのために多額の設備費用がか

リニューアルを阻む地下の複雑さ

かってしまう。そこで、駐車場の面積

都市の地下空間は非常に複雑であより小さい範囲内で商業施設の建設る。例えば「道路・河川・公園」などを認めることとされ、駐車場経営を支は公共空間である。
「宅地」は民有空えるための地下街がつくられた。それ間であり、最近では公開空地を準公共

以降、同様の地下街が全国に展開し空間とする考え方もある。公共空間にていく。

は原則他の施設などを作ることはでき

ところが、1972（昭和47）
年に大阪

ない。作る場合は道路占用の許可が千 日 前 デ パ ート 火 災、1980（昭 和

必要となり、地下はこの許可を得た公55）年に静岡駅前地下街爆発事故が共空間である。

ニューアルの弊害になっているとも言えるだろう。

3 これからの地下空間
人のための空間へ
地下鉄型 TOD+M の可能性
これまでに創造された地下空間を次世代に引き継ぎ、魅力ある都市空発 生すると、関係省庁により細かい

土地所有形態別の地下空間の分類

間を形成するために特に重要なのが、規制が設けられ、地下街の新設・増図（下図）では、40m以深は大深度法

地上空間と一体となったエリアマネジ設は抑制されていく。これを制限といの適用範囲としてまとまっているが、そ

メント、さらに言えば地下鉄型 TOD

うのか適正利用というのかは悩まし

れより上の空間は細かく分類されてい＋M（Transit Oriented Development

いところである。現在、地下街は全国る。まず「地下街」とは、道路や駅前広＋ Management）による地下空間の

26都市79カ所に点在しており、その場といった公共用地の下に通路があ

積極的活用である。TOD（公共交通

多くが1960年代につくられ、リニュー

り、そこに店舗が軒を連ねる施設であ志向型開発）は小林一三の阪急電鉄

アルの時期を迎えようとしている。いる。次に「準地下街」とは公共用地でや五島慶太の東京急行電鉄に見られ

ま大々的にリニューアルを始めたのがある道路の下に通路があり、民有地内るように、鉄道と都市を一体的に整

大阪駅前の「ホワイティ梅田」であるに店舗がある施設を指し、ビルの下に備するという概念で、我が国のお家芸でもある。
一方、地下鉄には駅前広場や駐輪場などの施設がなく、出入口があるだ
けで、地下鉄の駅と都市空間がうまく連携できていなかった。これは非常にもったいない。2017 年に出された東京都の都市づくりグランドデザイ
ンでは、地下空間を活かした都市づ
くりの在り方が示されている。地下鉄と都市が密接に調整し、今まで抱えていた課題を解決した最たる例が東京ミッドタウン日比谷である。日比谷

図

土地所有形態別の地下空間の分類

参考）
岸井隆幸：
「日本の地下街形成の歴史と特性」都市問題，2013年4月号

10

ENAA Engineering No.153 2019.9

線日比谷駅と千代田線日比谷駅は、

つながっていたけれども段差があり、経営が成り立っているといバリアフリー動線が形成されていなう。これは、公と民が連携かった。それが、再開発に合わせて地して一体的な空間を作り下通路である日比谷アーケードが作ら上げている好例である。

れたことにより、エレベーターやエス

都 市 空 間においては、

カレーターなどで両駅のバリアフリー

新設はもちろん、リニュー化が実現したのである。

アルの需要が出てきていこのように、鉄道事業者だけでは不る。しかしその整備資金を可能であっても、ビルの再開発などのどう確 保するかが大きな際にビル事業者と連携することで地下課題である。補助金など、

ネットワークを構築し、問題が解決され公が全面的に主体となって整備を行

区の例をはじめ、近年民の役割が増るということがある。これからは地下鉄

うことには当然ながら限界がある。一大している。したがって、民の開発意

型 TOD が日本型ビジネスとして海外方で民間が整備を担うにも限界があ

向やマネジメント能力もガイドプラン

へ展開するモデルになるかもしれない。

るので、都市開発諸制度などを民間に反映する必要がある。

さらに、今後はまちづくりではなくが活用する方法もあるだろう。例え

まち育て、ディベロップメントではなくば、歩行者の安全を確保するといっ

マネジメントが重要である。これまでた公共に貢献する地下空間整備に対地下空間は誰のものであるかを考は地下空間は作って終わりというディ

しては、容積率の緩和が受けやすくな

えると、やはり人のためのものである。

ベロップメントの 側面が大きかった

る。このボーナス制度を適 用しなが近年、普段目にすることのない地下のが、これからは地下空間が実現する

ら、東京の地下空間の開発が進んでインフラなどを対 象にしたインフラ

ネットワークの威力を活用し、魅力あいる。ただし、この制度は床需要がツーリズムが人気を集めている。例える都市空間を伝承していくことが重要非常に高い都市で成り立つものであば、国土交通省が管理する洪水防御であり、そのためにマネジメントの概り、地方都市でも適用できるかは疑施設「首都圏外郭放水路」は、災害時念を導入していかなければならない。

問がある。これからは真の公民連携には大きな威力を発揮するが実際はとは何かを念頭に置いて、リニューア

使われていない時間の方が多い。そこ

ル、新設を考えていかなければならな

で、施設を巨大地下神殿に見立てていだろう。

公開しており、好評を得ている。

公民連携で目指す地下の在り方
エリアマネジメントがうまく導入され雪でも安心して歩ける「チ・カ・ホ」は日々多くの人が利用している地下を正当に評価し未来に繋ぐた事例が冒頭で述べた札幌の「チ・

先に TOD+M の好 例として「東京

こういった活動は、地下に対するカ・ホ」である。オープンから4年後

日比谷ミッドタウン」を挙げたが、この人々の理解、正当な評価に繋がるとの 2015年の調査では、1日の歩行者

ような例は多くはない。単発で終わら期待できる。地下ネットワークができは8万5千人 でオープン 時の2.3倍にせないためにも、地下空間利用のマたことで地域にどのような貢献がでなっているという。これは地下鉄利用

スタープランをきちんと作る必要があきているのかをきちんと説明できるこ者が減ったわけではなく新たに誘発しる。例えば新たに地下空間を構築すとで、地下の重要性が認識され続けた 数である。チ・カ・ホは36m幅 のる、地下空間をリニューアルする、地るのである。とりわけ、将来を担う子通 路で、そのうち 20mを札幌市また下空間を安全に閉じるといった地下どもたちにも正しく地下を理解してもは国が、16mを民間ビル事業者が 整利用の計画という観点から、地下のらう活動が重要だと考えている。それ備を行う。公共が 整 備した20mのう将来像をあらかじめ示しておくことがには、絵本やおもちゃなどさまざまな

ち、12mは歩 行 者 通 路であり、残り重要だろう。マスタープランの必要性

方法があるだろうが、子どもたちに地

8mは広場空間として滞留機能を付与

は、1989（平成元）年に地下の公共

下は人のためのものであるという本質

され、さらにイベント等で活用されて的利用に関する基本計画でまとめらについて十分説明できれば、将来人々いる。イベント等での貸出稼働率はほれたが、既に30年が 経 過している。

の地下に対する思いも変わってくるとぼ9割に達し、行政からの支援なしに

当時は公が中心であったが、大丸有地

期待している。

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寄 稿

我が国の地熱開発の展望
海江田 秀志（かいえだ ひでし）

一般財団法人 電力中央研究所 地球工学研究所 首席研究員
1957年生まれ。1982年九州大学大学院 工学 研究科資源工学 専 攻修士課 程 修了。
1982年電力中央研究所入所。1984年～ 1986年新エネルギー総合開発機構（現 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）
へ出向（米国ロスアラモス国立研究所への派遣研究員）。1993年工学博士（九州大学）。2016年東京工業大学特任教授（兼務）。2017年電力中央研究所首席研究員。2018年から日本地熱学会会長。

地熱開発の動向■ 国の目標と大型地熱発電所の運開 ■本年（2019年）
は5月に秋田県湯沢市で山葵沢地熱発電所（46.199MW）
が営業運転を開始し、10MW以上の発電所としては23年ぶりの大型地熱発電所運開の年となった。2018
年に改訂されたエネルギー基本計画では、2030年に地熱発
電による発電電力量が国内の電力需要および送電ロス等の総量10,650億kWhの1.0 ～ 1.1％（107 ～ 117億kWh）とする目標が設定されている。
これは現在の発電設備容量の約3倍（1,500MW）の発電設備が利用率80％程度で運転された場合の発電量に相当し、今後10年間で約1,000MWの発電所の建設が必要となるほか、
現在60%弱の設備利用率の向上も必要

我が国の地熱発電所の発電端出力と発電電力量の推移（新エネルギー財団 地熱エネルギーの開発・利用推進に関する提言 2019年3月に加筆）
出典：火力原子力発電技術協会（2018）：地熱発電の現状と動向2017年版となる。
国は再生可能エネルギーの固定価格買取制度（FIT）の構:NEDO）
が実施主体となり、地熱開発促進調査をはじめ、大規導入や、国立・国定公園内での開発の規制の緩和など地熱開発

模深部地熱開発や高温岩体発電など多くの調査や技術開発がの支援を行っており、新規企業の参入も増えて国内の各地で実施された。
これにより発電所の建設も進み、1996年には国内地熱開発が進められている。

の総発電設備容量が500MWを超えるに至った（図1参照）。
しか■ これまでの国内外の地熱開発 ■地熱発電は1913年にイタリアのラルデレロにおいて世界

12

図1

し、
その後の石油価格の下落や世界的な景気の低迷などにより、新エネルギー開発への投資が減り、国の支援も低下したことなど
により、
地熱発電所の建設は停滞し、発電電力量も減少した。

で初めての発電所が運転を開始し、その後米国、日本、ニュ

一方、2000年頃から地球温暖化への対策として、化石ージーランド、フィリピン、インドネシアなどで開発が進み、燃料からの脱却を目指した再生可能エネルギーの開発が世2017年には世界全体で約14GWの発電所が建設されてい界的に関心を集めるようになった。特に、我が国では2011る。最近はトルコやケニアでの地熱開発が著しく、2010年

年3月の東日本大震災と原子力発電所の事故により、再生

代でトルコでは約1,000MW、ケニアでは約500MWの地熱

可能エネルギーの開発が注目され、2014年7月に導入さ発電所が建設されており、これらの開発には我が国の企業れたFITで比較的高い買取価格が設定されたこともあり、新も国際協力機構（JICA）の円借款などにより参加している。

たに60カ所程度で地熱発電所が建設されている。しかし、国内では1966年に岩手県の松川地熱発電所が営業運転を

これらの多くは既存の温泉などを利用した小規模な発電所開始したのをはじめ、1980年代の石油危機により国産の自然で、昨年までの発電設備の総量は20MW程度増えたに過ぎエネルギー開発の必要性が高まり、
太陽や風力などとともに地ない。大規模な地熱発電所の建設は時間が掛かることや、熱も新エネルギーとして、国のサンシャイン計画に取り上げられて初期費用や開発リスクが大きく、また依然として温泉事業者

開発が進められた。1984年からは新エネルギー総合開発機構

や地元の同意が得られにくいなどの課題も多い。そこで、最（現 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機

近は国もこれらの対策に力を入れている。

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地熱開発の課題と新たな技術開発■ 地熱開発の課題 ■従来の地熱開発では地下数100m ～約3,000mに天然

県肘折地点や秋田県雄勝地点などで実証実験が実施され、1990年代後半には発電に必要な温度・圧力・流量の蒸気が生産できることが示された。しかし、当時は発電コストが高いと評価されたことから、実用化には至らなかった。

に存在する熱水や蒸気の溜まり場（貯留層）に坑井（生産

最近、またこの技術への関心が高まりつつある。米国ではエ井）を掘削して、自然に噴出する蒸気を発電や地域暖房など

ネルギー省によりFORGEと名付けられたHDRプロジェクトがに利用している（図2参照）。
この熱水や蒸気の起源はほとん

2018年より始まった。
ユタ州のミルフォードにおいて5カ年で140

どが雨水で、地下の断層や破砕帯などの亀裂を通って地下

百万US$の予算で、天然の亀裂が少なく熱水や蒸気が無い高温に浸透し、マグマの熱で過熱され、水を通しにくい地層の下の岩盤に人工的に貯留層を造成し、発電まで行う計画である。

部の亀裂に貯まり貯留層を構成している（熱水系）と考えら

ヨーロッパでは1970年代にドイツ、フランス、イギリスなれている。地下深部のため貯留層の位置や広がりを推定すどで独自に高温岩体発電の研究開発が進められていたが、るのは難しく、一本で数億円もかかる坑井を掘削しても発電

1987年からは欧州連合のプロジェクトとして、フランスのソに必要な温度・圧力・流量の蒸気が得られない場合もある。

ルツで実証実験が実施されている。この地域の地下は、深さ

また、熱水や蒸気に含まれる化学成分による坑井や配管の3,000m ～ 5,000mの坑井の調査結果から天然の亀裂も目詰まり（スケール）や腐食への対策などが必要となること

熱水も存在しているが、蒸気を生産するには亀裂の透水性もあり、これらが開発リスクとなる。さらには温泉事業者やが十分でないことが判った。そこで、このプロジェクトでは人

地元との開発に関する合意形成や、
自然・環境保護に係わる

為的に水を圧入して亀裂を拡大させて透水性を高めて、水規制などの手続きに多くの時間を要する場合もある。

中ポンプで熱水を汲み上げて発電することに成功している。
発電後の熱水は熱交換により地域暖房用の温水を造成した後、全量地下に戻している。
一方、米国のガイザース地熱発電所やイタリアのラルデ
レロ地熱発電所では、それぞれピーク時には約1,500MW、約900MWの発電が行われたが、その後急激に蒸気の生産量が低下し問題となった。検討の結果、この原因が雨水などで補給される水の量を上回る量の熱水や蒸気を生産したことにより、貯留層内の熱水や蒸気量が減少したためと判断された。そこで、ガイザースでは発電所周辺の町の排水を貯留層に注入し、ラルデレロでは出力が安定している発電所

図２

従来の地熱システムの概念（日本地熱学会 HP の図に加筆）■ 新たな地熱開発技術 ■の発電後の凝縮水を蒸気生産量の減衰が顕著な貯留層に注入し、それぞれ蒸気生産量の安定化を図っている。国内では福島県の柳津西山地熱発電所において蒸気生産量が減少しており、その原因が貯留層内の熱水や蒸気量の減少とこれまでの地熱開発は、貯留層へ坑井を掘削して自然に判断されたことから、貯留層に河川水を注入して蒸気井生

噴出する蒸気や熱水を発電に用いており、坑井が高温の地産量の回復を図るプロジェクトが、独立行政法人石油天然層や岩盤を掘り抜いても蒸気や熱水が得られなければ失敗

ガス・金属鉱物資源機構（JOGMEC）
により実施されている。

となる。そこで、貯留層内の熱水量や亀裂が十分でない場合

以上のように、人為的に貯留層を造成したり、亀裂を拡大に、人為的に亀裂を造成したり、水を注入したりすることにさせて透水性を高めたり、貯留層に水を注入したりする技術

より、透水性や熱水量を増大させ、開発リスクを低減させる

は、Enhanced/Engineered Geothermal Systems（EGS）

技術の開発が進められている。また、地下は深くなるほど熱と呼ばれ、それぞれ「貯留層造成型」「貯留層改善型」、「貯、水や亀裂の存在は少なくなるが、温度は高くなることから、こ留層涵養型」のEGS技術として、
天然の地熱系の特性に応じの技術が実用化されれば開発可能な資源量も飛躍的に増た適用や技術開発が世界各地で進められている（図3参照）。

えることが期待される。この技術は、1970年代に米国ロス

さらには、より高温のマグマに近い温度（500℃以上）の

アラモス国立研究所（LANL）の研究者により高温岩体発岩盤の熱や超臨界水の抽出を目標とした地熱開発（超臨電（Hot Dry Rock Geothermal Power ; HDR）
として考案

界地熱発電）の技術開発もアイスランド、イタリア、米国、日

され、技術開発と実証実験が実施された。我が国でも山形

本で進められている。アイスランドでは、既存の地熱発電所

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13

地熱開発の展望
国はエネルギー基本計画の目標達成に向けて、地熱開発への支援を続けている。FITの地熱発電の買取価格は据え置かれ、国立・国定公園内での開発規制緩和も行われ、地熱開発補助金
や、JOGMECやNEDOにおける技術開発も進められている。
技術的には、EGS技術の実用化、地熱資源の探査技術の高精度化、掘削技術の高度化、スケールや強酸性熱水対策の効率化などにより、開発コストや開発リスクが低減されることが期待される。
さらに、IoTやAIを利用して地下構造の高精
図3

EGS 技術の概念

度評価や発電所のトラブル対策の低減が図れれば、安定した効率的な発電所の運転に貢献することが期待される。
松川の貯留層より深部に掘削した一本の坑井から30MW相当

地熱発電所は運転開始から50年以上、イタリアのラルデレロの超臨界状態の蒸気が生産されている。国内でも2050年

発電所では100年以上も運転が続けられている。
このように頃の実用化を目指して、NEDOにより技術開発や実証実験

長期に安定した運転が続けられれば発電コストも安くなる。

の候補地の選定が進められている。

国立・国定公園内には国内の地熱資源の約8割が存在すると評価されており、規制緩和で今後の開発が大いに期待されるところである。
しかし、これまで調査がほとんど行われていな

熱水や地中熱の活用

いため、企業が開発を進めるにはリスクが大きい。JOGMECの空中探査による調査やヒートホールによる調査結果の確認

地熱資源は発電のみならず、熱水や蒸気から造られた温など、国が先導的に調査を行い、その結果を企業が活用する

水は地域の冷暖房をはじめ、農業、漁業、レジャー、木材や開発体制が望まれる。
このような調査や開発においては、
自食品などの加工、融雪などにも利用されている。アイスランド

然保護箇所と開発可能箇所のゾーニングが必要である。
また、では水力と地熱発電で国内の電気は余るほどあり、アルミ

国内の地熱資源について、
在来型資源、
高温岩体資源、
超臨

ニウム工場などで利用されているほか、CO 2排出削減のた界資源など改めて調査や評価を行う必要があると思われる。

めエタノールや水素の生産も行っている。また、暖房はほと

なお、地熱開発理解促進事業やJOGMECのアドバイザ

んどが温水で行われ、発電所からの熱水を溜めたブルーラ

リー委員会などにより、自治体や地元の受容性構築を国がグーンは巨大な露天風呂として世界的に有名で、年間200サポートしていることは、地熱開発を進める上で有効であり万人を超える観光客がある。

継続が望まれる。

ドイツのミュンヘン周辺では、
地下1,000m ～ 3,000m程度の坑井を掘削し、120 ～ 130℃以上の温度の高い熱水や蒸気が得られれば、発電に利用してから地域暖房用の温水造成に利用し、100℃に満たない温度の熱水や温水が得られれば、直接地域暖房に利用する事業が進められている。

14

エンジニアリングへの期待
ドイツでは高い温度の熱水や蒸気が得られれば発電を行

最近、国内でも国の支援などにより、地熱発電所で造成さい、その後温度に応じて地域の冷暖房や産業に利用し、地れた温水を利用した地域暖房をはじめ、寒冷地でのトマトや中熱もヒートポンプの利用などにより冷暖房に利用するな

ほうれん草の栽培、海老などの養殖などが行われているが、ど、地元と一体となって地熱資源を効率的に活用してCO 2

適用箇所も少なく規模も小さいことから、活用の余地があの排出削減を図っている。このような地熱資源の有効活用

ると思われる。

には、地熱資源の調査、評価、開発などの技術開発のみな

一方、地下浅部の温度が年間を通して安定した地層や地らず、地元の地熱開発への理解促進、熱水や蒸気の多目的

下水の熱は地中熱と呼ばれ、これを冷暖房などに利用する

利用による地域振興、地中熱利用による冷暖房の効率化、技術が注目されている。省エネやCO2排出削減効果も期待

CO2排出削減の効果などの評価も必要で、エンジニアリン

されることから、中国をはじめ米国やヨーロッパなどでは導グ技術者の果たす役割は大きい。また、開発した技術や得入が急速に進んでおり、最近我が国でも国や自治体の支援られた地下の理解および地熱水利用のノウハウは、海外へなどにより導入が進みつつある。

の事業展開も期待される。

ENAA Engineering No.153 2019.9

エンジニアリング協会では、これまで「地域開発に資すら講演が行われ、参加者の理解を深めるのに役立つとともる低温地熱発電の可能性調査」委員会、「 高温地熱・熱水に、参加者相互の交流や情報共有を図る貴重な機会ともな

活用研究会」「、小規模地熱発電・熱水活用研究会」「、地熱っている。さらに、離島での地熱発電の導入の検討や、地方

発電・熱水活用研究会」を設置して、地熱開発の専門家や自治体からの受託事業、あるいは小規模地熱開発や熱水従事者に限らず、これから地熱開発事業に取り組もうとし利用に関するコンサルタント業務は、地熱開発の普及・促ている企業や自治 体の関係者など、毎回100人前後の参進に効果的であり、今後もさらなる貢献が期待されるところ

加がある。地熱開発や熱水利用に関していろいろな分野かである。

コラム 大使館の活動紹介

ニュージーランド地熱シンポジウム 今村 吉文（いまむら よしふみ）

ニュージーランド貿易経済促進庁 商務担当官

2019年2月20日に、ニュージーランド大使館とニューステップとして、2035年までに電力の100%再生可能

ジーランド貿易経済促進庁主催による「地熱シンポジウ

エネルギー化を目指します。この目標を達成するために、ム」が開催されました。その概要を紹介します。このシンポ

天候に左右されない地熱発電には益々の発展が期待さジウムは、2015年の初開催から数えて今回で5回目にれています。
今回のシンポジウムでは、社会科学的な観点からの地元なります。
シンポジウムの開始に先立って駐日ニュージーランド大

理解、大学での地熱人材の教育・育成、コンピュータソフト

使のスティーブン・ペイトンさんから挨拶があった後、6件ウェアを利用した地熱開発の補助・支援技術、最適な地熱の講演とパネル・ディスカッションが行われました。

エリアを絞り込むための調査の優先順位付け、計測・モニ

パネル・ディスカッション終了後は、講演会場を含む大タリング技術、生産井の坑井洗浄技術など、非常に多岐に

使館１階のフロア全体を使って懇親会が開催され、ニュわたる講演が行われました。ニュージーランド貿易経済促

ージーランド料理とニュージーランドワインを堪能しなが進庁は、引き続き、このようにニュージーランド企業の紹介

らの熱のこもった議論や情報交換が行われました。

を通じて、日本の地熱開発の発展に貢献していきたいと考

図１に示すように、ニュージーランドでは2017年時点

えています。日本の皆様とニュージーランド企業が、より一で電力の約80％を再生可能エネルギーで賄っています。

層交流を深めて頂き、日本が目標としている地熱発電容量

ニュージランド政府は、2050年までにゼロ・エミッショの達成を実現するのみならず、何より両国において持続可

ン・エコノミー（CO 2フリー）を目指しており、そのための能な地熱開発が進められることを願っております。

パネル・ディスカッション

図 1 発電方式別の発電量割合（BP（2018）を基に作成）
ニュージーランドワイン

ラムチョップ

出典：BP（2018）：BP Statistical Review of World Energy, 67th edition

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レポート 日本を 代 表する地下 交 通インフラ
東京外かく環状道路（関越～東名）における道路の地下空間の利用について
国土交通省 関東地方整備局 東京外かく環状国道事務所
が外環（関越～東名）予定地（練馬区、武蔵野市）を視察するとともはじめにに、同年 12 月には「『地下化を基本』として計画の具体化に取り組

東京外かく環状道路は都心から約 15km の圏域を環状に連絡

むこと」を表明した。以降、パンフレット等による広報やアンケーする首都圏の交通ネットワークを支える延長約 85km の道路でト調査が実施されるとともに、地元団体との話し合いが始まった。

あり、首都圏の渋滞緩和、環境改善や円滑な交通ネットワーク

計画の初期段階から PI ※方式により検討を進め、2007 年 4 月に高を実現する上で重要な道路である。現在までに、関越道と連絡架方式から地下方式に都市計画変更が決定された（図 3）。

す る 大 泉 ジ ャン クション から 高 谷 ジ ャン クション まで の 約49km が開通している（図 1）。

その後、2009 年 5 月には高速自動車国道法に基づく整備計画が策定され、2009 年度補正予算において事業化された。
また、2012 年 4 月には東日本高速道路株式会社および中日本高速道路株式会社に対し、道路整備特別措置法に基づく有料道路事業
許可がなされたことにより、本事業は 3 者の共同事業となっている。
外環（関越～東名）は、「大深度地下使用法」を適用した初の道路事業である。同法は、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、手続き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に、2000 年 5 月に成立し、翌年 4 月より施行されているものである。外環（関越～東名）においては、事業延長
約 16.2km のうち、約 14.2km について、2013 年 11 月に使用認可申請を行い、翌年 3 月に使用認可及び認可告示がなされている。

図 1 東京外かく環状道路位置図※ PI（パブリックインボルブメント）：市民などの様々な関係者に情報を提供した上で、広く意見を聴き、政策や計画の立案に反映するプロセス

現在の進捗状況
工事については、2012 年 3 月に準備工事に着手し2017 年 2月には、東名ジャンクション（仮称）から掘進

図 2 東京外かく環状道路平面図

する 2 本の本線シールドが発進し、2019 年 7 月 1 日現在、約 1.6km 掘

これまでの経緯進を実施している（写真 1）。大泉、

東京外環のうち、関越道から東名高速

中央、東名の各ジャンクションにお間（以下、「外環（関越～東名）
」という。
）の

いては、地上部の工事や本線に接続

写真1 東名 JCT（仮称）本線トン
ネルの状況

約 16.2km（図 2）については、1966 年 7するためのランプ工事等を実施している。また大泉ジャンクション

月に高架方式の計画として都市計画決定（仮称）においては、2019 年 1 月に本線シールドが発進し、現在はされた（図 3）
。しかし 1970 年 10 月に当本格的な掘進に向けた準備作業を実施しているところである。

時の建設大臣が「地元と話し得る条件の整
うまでは強行すべきではない。
」との答弁

おわりに

（いわゆる凍結発言）を行ったこともあり、事実上、凍結されていた。その後、1997

外環（関越～東名）は、地下構造を主とする、高度な技術力を要

年 9 月に東京都・建設省からなる「東京

求される事業であるが、大都市部における事業のモデルとなるよ

外かく環状道路懇談会」が開催されるとともに、1998 年 3 月には東京都・建設省・

図 3 都市計画変更

関係区市からなる「東京外かく環状道路とまちづくりに関する連絡会」が設置された。1999 年 10 月には石原慎太郎東京都知事（当時）

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う、安全性や周辺環境にも十分に配慮しつつ、関係機関、有識者、地元の協力も得ながら安全を最優先に工事を進め、早期の完成を目指していきたい。
（計画課長 木本 悠太）

東京における最近の地下鉄改良工事
東京地下鉄株式会社
東京メトロと都営という２つの事業者が、年間約 30 億人を輸送●南砂町駅

し、延長 304.1km の路線を有する東京の地下鉄ネットワーク。都

施策：ホームの 2 面 3 線化とコンコースの拡張

市再生が進む東京では今、地下鉄の大規模な改良計画が進行して狙い：列車の交互発着による遅延吸収、ホーム上の混雑解消といる。地面の下で今、何が起きているのか、その一部を紹介する。

安全確保、旅客流動の円滑化

改良計画は点から線へと発展
東京圏の地下鉄は、政策審議会等の答申に沿って、その当時に予測した将来需要に基づいて建設してきた。13 路線の整備が一段落した現在では，郊外路線の延伸と線増など既存ストックの高度利用を中心に既存計画の建設促進による輸送力増強と混雑緩和を骨子とした計画となっており、都市の更なる高度化から当初の予測を超える輸送需要の増大への対策として建設から改良の時代を迎えている。
昨今、東京では都心回帰と都市再生の動きが加速し、郊外路線の輸送量増大と相まって都心部の既存地下鉄路線は輸送力の限界を

南砂町駅改良工事概念図（平面図）

迎えることとなった。
これまで、地下鉄の輸送力増強と混雑緩和対策は、車両の増結のほか、駅ホームや出入口の増設、コンコースの拡張など「点」での改良を行ってきた。これらの施策では既に限界を迎えており、現在は路線全体を立体的に捉えた輸送改善計画による増大する需要への対応を迫られており、各路線の実情に合わせた改良施策を実施している。
ここでは東京メトロ東西線の事例を紹介する。東西線は東京メト
ロ9 路線のうち、最も輸送人員が多く、混雑率の高い路線であり、3路線と相互直通運転を実施している。これらの路線を含む東西線の沿線で急速に開発が進んだことにより、千葉県方面からの朝ラッ

南砂町駅改良工事概念図（横断面図）

まだまだ続く改造計画

シュ時の混雑率が 200％近くとなり、列車遅延の慢性化が顕著と東西線のほかにも混雑緩和や輸送改善の対策として、東京メトなった。このため、ソフト面での対策に加えて、駅の大規模な改良とロでは有楽町線の豊洲駅の大改造や小竹向原～千川間の連絡線設いったハード面での工事を実施している。改良工事の対象となる駅

置、都営地下鉄でも大江戸線勝どき駅のホーム増設などを行ってでは、ホーム上の混雑緩和による列車遅延の防止や列車の交互発着

きた。更に渋谷地区基盤整備事業に伴う銀座線渋谷駅の移設や国による遅延吸収、路線相互の乗換円滑化による混雑解消などを目的

際競争拠点都市整備事業と連携した日比谷線虎ノ門新駅の設置ととしており、これらの実現により路線全体の遅延解消と混雑緩和をいった街づくりと連携した施策や、銀座線浅草駅の折返し線新設、図るものである。

都営浅草線の泉岳寺駅ホーム拡幅工事など東京の地下鉄改造計画
はまだまだ続いていく様相である。

列車を運行しながら確実に工事を進める
これらの工事に共通する課題は、列車を通常通り運行しながら予定通り工事を終わらせるということ。つまり、営業路線の安全確保と工事の確実な進捗を両立する難しさである。

むすび
東京圏の地下鉄網は戦後飛躍的に発達し、日常生活に欠かせない巨大なネットワークに成長した。ここまでに述べたとおり、現在東京圏の路線では、列車の運休や駅の閉鎖、休止や通過扱いなは建設から改良の時代に移行し、安全性、快適性、利便性の向上とどができない現状から、狭隘な地下という特殊性、工事による営業

いった観点から、高度成長期に建設された駅や施設の機能更新を線の運行阻害に対するリスクヘッジ、路面交通の安全確保などの行っている。

課題に対する対策が求められている。これらに対応するため、大規模改良工事を施工する駅では、今まで経験したことのない難工事を克服するため、日々技術研鑽を積み重ねている。以下に南砂町駅の今後も地下鉄が皆様に愛され、気軽に利用できる町の地下回廊として発展することを願って筆をおくこととしたい。
（人事部 課長 平野 隆）

改良計画事例を簡単に紹介する。

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レポート 日本を 代 表する地下 交 通インフラ
整備新幹線の現状と適用中のトンネル技術について
独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構
現在整備中の３路線について（NATM）の合理的な覆工機能を有した工法となっている（図 -1）。

整備新幹線とは、昭和 45 年に公布された「全国新幹線鉄道整備

新幹線羊蹄トンネルにて採用されている。

東北新幹線三本木原トンネルではじめて導入され、現在は北海道法」に基づき、昭和 48 年に整備計画が定められた路線であり、現NATM と比較した利点として高速掘進が可能であることが挙げ

在は、北海道新幹線（新函館北斗・札幌間）、北陸新幹線（金沢・敦られ、北海道新幹線津軽蓬田トンネルでは一般的な NATM を大幅賀間）、九州新幹線（武雄温泉・長崎間）の３路線３区間約 403kmに上回る平均月進 190m を達成した。一方、シールド工法と比較しを建設中である。

た利点として高価なセグメントを用いないで済むため、コスト低減

北海道新幹線（新函館北斗・札幌間）は、新函館北斗駅から札幌が期待できることが挙げられる。都市トンネルへの適用も行われて駅に至る線路延長約 212km の区間であり、平成 24 年６月に工事

おり、新幹線の事例ではないが相鉄・JR 直通線西谷トンネルでは、実施計画の認可を受け、政府・与党申合わせに基づき、令和 12 年

土被り 1D（D：トンネル直径）以下の小土被り区間で、地表面に大度末の完成を目指して鋭意工事を進めている。現在は、用地買収やきな影響を与えずに施工を完了している。

構造物の設計と並行して、トンネルを中心に工事を進めている。掘一次覆工は、コンクリート打設圧とトンネル完成後の荷重を考慮

削中の渡島トンネル（延長約 32.7km）は、完成すれば我が国最長

し、設計を行っている。二次覆工は、力学的機能を付加させないこの陸上トンネルとなる。

とを基本としているが、地山状況により力学的機能を付加する場

北陸新幹線（金沢・敦賀間）は、金沢駅から敦賀駅に至る線路延合、設計を行い RC 構造となる。

長約 125km の区間であり、平成 24 年６月に工事実施計画の認可を受け、令和 4 年度末の完成に向けて鋭意工事を進めている。現在は、区間最長の新北陸トンネル（延長約 19.8km）をはじめ、全区間で土木工事が最盛期を迎えている。
九州新幹線（武雄温泉・長崎間）は、武雄温泉駅から長崎駅に至る線路延長約 66km の区間であり、平成 20 年３月に武雄温泉・諫２．背面平滑型トンネルライニング工法
背面平滑型トンネルライニング工法は、吹付けコンクリートと防水シートとの間に充填材（モルタル）を充填し、覆工背面を平滑な形状に仕上げる工法である（図 -2）。
覆工背面が覆工コンクリートの品質に及ぼす問題点として、①吹

早間が新幹線鉄道規格新線（スーパー特急）として工事実施計画の付けコンクリート面の凹凸が覆工コンクリートの収縮を拘束するこ

認可を受けた。その後、平成 24 年６月に着工済みの区間も含めてとによるコンクリートひび割れの発生、②防水シートの展張り余裕

武雄温泉・長崎間が一体としてフル規格での認可を受け、令和 4

不足又は余裕過多による覆工背面の空洞発生及び防水シートの破

年度中の完成に向けて鋭意工事を進めている。現在は、全トンネル損、③覆工厚の不均一に起因する応力集中の発生などが挙げられの掘削を完了し、高架橋・橋りょう工事を進めている。また、軌道・る。それらの改善策の一つとして、覆工背面の空隙の解消を図り、

電気・駅建築など開業設備工事も進めている。

適切な厚さの覆工コンクリートを施工するために、本工法は開発され、新幹線のトンネルに適用されている。

整備新幹線に適用中のトンネル技術
１．シールドを用いた場所打ち支保システム（SENS）SENS は、密閉型シールドを用いた掘削と切羽保持を行い、掘進施工手順は、トンネル形状の専用型枠を用いて型枠の外周部に防水シートを展張りし、吹付けコンクリートと防水シートとの空隙に充填材を注入する。その後、一定期間の養生を行い、専用型枠を撤去して 1 スパンの施工が完了となる。

と並行してシールド後方部で場所打ちの一次覆工を打設し、その後、（設計部設計第二課 担当係長 外山 真、一次覆工の変位収束を確認の上、二次覆工を施工してトンネルを構

新幹線部新幹線第一課 課員 生越 亮）

築する工法である。シールド工法の安全な掘削機構と山岳トンネル

図 -1 SENS のシールド機

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図 -2 背面平滑型トンネルライニング工法

阪神高速道路における大規模地下工事の現状
阪神高速道路株式会社
阪神圏における高速道路ネットワークの課題

河川に沿って鉄道交差部や河床下部を縦横断曲線掘進するという極
めて厳しい条件下での施工となった。

近畿圏の高速道路ネットワークは、今なおミッシングリンク（途中で途切れた未整備区間）が多数残っており、阪神高速道路ネットワー（１）大断面シールドの超近接・長距離曲線掘進

クにおいても、大阪都心部、大阪・神戸間では、都心部に向かう交通

上記の施工条件に対応するため、施工段階では、「真円度自動測定と都心部を目的としない通過交通が混在することなどによって慢性システム」を開発し、測定の自動化・可視化・効率化を図った。この的な渋滞が発生しており、物流、観光、交流など、経済活動が大きくシステムは、シールドマシンの中心部に設けた回転式のレーザー距

阻害されている。また、大規模災害や事故・渋滞時等の代替路の確離計によって、組み立て直後のセグメント形状を 1 リングごとに測保（リダンダンシーの確保）も課題となっている。

定し、トンネル断面の出来形を真円度として算出する。測定結果を即そこで、阪神高速では、お客さまの利便性の向上、関西経済の活性化などに寄与するミッシングリンクの解消に向けて、ネットワーク

座にセグメント組立にフィードバックすることによって、高精度・高品質・高耐久なトンネルの構築を実現した。

の整備などに取り組んでいる。

（2）損傷制御型セグメント
本トンネルの周辺地盤は硬質安定地盤であるが、大阪府を南北に走る上町断層がトンネルと交差する。この活動に伴うレベル 2 地震動を超える「最大級シナリオ地震動」を想定した場合、トンネル軸方向の圧縮力が卓越

図３ 損傷制御型鋼製セグメントする。これに対して、構造物全体
系が崩壊せず利用者の安全性を確保できるよう「損傷制御型鋼製セ
図 1 阪神高速道路のネットワーク

グメント」を新たに開発導入した。

大阪都市再生環状道路の整備（3）避難通路

阪神高速では、現在、大阪都市再生環状道路のうち淀川左岸線、造には、プレキャスト部材を採用

淀川左岸線延伸部、大和川線で事業を実施しており、その大部分でし、トンネル掘進切羽後方でセ地下構造を採用している。本稿では、2020 年春の完成に向けて事業

グメントとボックス部材を同時を推進している大和川線における大規模地下工事を中心に紹介する。

に設置することを通じて、全体

避難通路など路面下空間の構工程の短縮を実現した。また路

大和川線の構造概要

下空間不要部分の埋め戻しは、流動化処理土（約 44,000 ｍ³）

大和川線では、周辺市街地の環境への影響等に配慮し、全長を用いたが、その約 40% にシー

9.7km のうち約 7.3km で地下構造または掘割構造を採用し、約ルド掘削土を充当し、掘削土の場

4.4km（全体の約 4 割）でシールドトンネル工法により施工している。

外搬出作業低減（住環境への配慮）や環境負荷低減を実現している。

図４ シールドトンネル内避難通路

シールドトンネルの西側 2km では、２本の大断面トンネル（セグメ
ント外径 D=12.23m）を、超近接（最小離隔 1m 未満 =0.08D）の厳しい条件下で長距離（往路復路合わせて約 4km）掘進するとともに、

今後の展望
今後、阪神高速が施工する淀川左岸線、淀川左岸線延伸部においては、大規模河川との近接、鉄道や道路との交差、大深度地下空間を利用したシールドトンネルの施工など難易度の高い大規模地下工事を数多く抱えている。そのため、大和川線の工事等で培った技術や経験を活かし、共同事業者である国や大阪市と連携しながら、安全、安心、快適なネットワークの整備に向け、事業を推進していく。
（建設事業本部 堺建設部 設計課 課長 上田 勝久、
建設事業本部 建設企画部 企画課 課長代理 余田 善紀）

図 2 シールドトンネルの近接状況

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レポート 日本を 代 表する地下 交 通インフラ
横浜環状北西線の建設 ～地下構造の概要～
首都高速道路株式会社
はじめに

幅広セグメント（幅 :2000mm）の採用やセグメントの掘進同時組立の採用などによるシールド掘進の能率向上により両シールドとも

戦後、地方からの流入で横浜市の人口は急増した。横浜市内の自に最大月進 400m 以上を記録した。また、全体工程短縮に向けた取動車交通も高度経済成長とともに増大し、保土ケ谷バイパスや周辺組として、後工程を省略するための耐火機能一体型セグメントの採道路への交通集中により、交通利便性や市内の経済活動に影響が及用や、通常はシールド工の後続作業となる道路床版工や内装工もんでいた。これに対する「切り札」として横浜の都心から半径 10 ～シールド掘進と並行作業とする他、場所打ちで施工されることの多15km を環状に結ぶ横浜市の交通ネットワークの骨格を形成する「横いインバートにプレキャスト構造を採用している。

浜環状道路」が計画された。
横浜環状道路のうち横浜環状北西線（以下「北西線」という）は東
名高速道路（横浜青葉インターチェンジ）と第三京浜道路（港北イン

横坑（Uターン路）ターチェンジ）を結ぶ、延長約 7.1km の自動車専用道路で、横浜市北西線では、併設される２本のシールドトンネルを連結する横坑と首都高速道路株式会社（以下「首都高（株）」という）で事業を実施（U ターン路）を 2 箇所構築する。横坑はトンネル内で災害が発生ししている。

た場合など一方のトンネルからもう一方のトンネル内に緊急車両が北西線は周辺環境保全などから路線延長の約 6 割（約 4.1km）が進入したり、避難路として使用する転回路の役目を果たす。

トンネル構造でそのうちの約 3.9km でシールドトンネル工法を採用

横坑の内空はセミトレーラー級の車両の走行を想定した高さ 5m

しており、青葉行を横浜市、港北行は首都高（株）が横浜市より受託

×幅 8.4m で計画されている。本線トンネルを切開きにより大型開口し、工事を進めている。

を設けるため、高剛性・高耐力の合成セグメントを基本とし、切開き

本稿では本路線の特徴である地下構造について紹介する。

部とその周囲のセグメントは施工性を考慮して鋼製セグメントを採用している。

シールドトンネル工事の概要

横坑は、シールド掘進完了後施工を開始し、2019 年 6 月に 2 箇所の横坑が完成している。

北西線のシールドトンネル工事は、延長約 3.9km、セグメント外径 12.4m の長距離大断面併設トンネルを 2 台の泥水式シールド機
によって構築した。シールドトンネルの土被りは 7.7m ～ 66.5m で、併設トンネルの離隔は約 6m である。
掘進土質は大部分が上総層群泥岩（Km）と上総層群砂質土（Ks）の互層である。

むすび
北西線が完成すると 2017 年 3 月に開通した横浜北線と一体となり、東名高速道路から横浜港までが直結され、横浜市北西部と横浜
都心部・湾岸エリアとの連携強化などが図られることとなる。

両シールド共に緑区北八朔の発進立坑から、都筑区東方町の到達

北西線は 2020 年に開催される東京オリンピック・パラリンピッ

立坑に向けて掘進を行った。港北行シールドが 2017 年 3 月末、青クまでの開通を目指して、事業を進めている。引き続き、地元及び関葉行シールドが同年 5 月上旬に掘進を開始し、港北行きシールドが係者の協力を得ながら安全に施工を進めていく。

2018 年 8 月に、青葉行きシールドが同年 9 月に到達し、掘進を完（神奈川建設局設計課 課長 森健太郎）

了している。

北西線路線位置図20

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シールドマシンの到達レビュー
国内の最新地下関連技術
最近開発された地下掘削技術、地下構造物の構築技術、地盤構造や地下水の状況を見える化するための探査・調査技術を紹介します。

高度化が進む地下掘削技術
上向きシールド工法

AI によるシールド掘進合理化
開発の背景と概要
清水建設では、今後想定される熟練技能労働者の大量離職を見据え、生産性の向上と一層の安全性確保を目的とした、開発の背景と概要
都市部のシールド工事では、道路幅員が狭いなどにより、

ICT、IoT、人工知能（AI）などの最新技術を活用した次世代下水道の流入立坑や管理人孔等の構築が難しくなっている。

型トンネル構築システム「シミズ・スマート・トンネル」の開発

また、現道を夜間車線規制して工事する場合、騒音・振動等に取り組んでいる。

による近隣住民の生活環境悪化や交通渋滞の発生など、多その中で、シールドトンネル工事を対象として AI を用いた

大な影響を与えている。このため、狭隘な場所でも施工可能

施工合理化技術の開発を進めており、それぞれ、シールド掘で、従来の方法より地上での工事期間を短縮できる施工技術

進機の操作を支援する「操作支援 AI」と、掘進計画を支援の開発が望まれていた。

する「計画支援 AI」と呼称している。

本工法は、これらの要望に応えるべく開発されたもので、特徴とメリット

既設シールドトンネル（横坑）内から地上に向けて上向きに掘「操作支援 AI」は熟練オペレーターによるシールドマシン

削し、立坑を築造するシールド技術である。地上での工事はの操作内容を教師データとして AI が機械学習を行い、学習

到達準備のみのため、工事規模を縮小でき、周辺環境に与え内容を元にシールドジャッキ選択パターンを予測、オペレー

る影響を大幅に低減することができる。特に、工事用地を長ターへ視覚的に操作内容の提案を行う。

期間・広範囲に常設で設置できない場合に有効である。

「計画支援 AI」は計画線形に対して、最適となるセグメン

シールド機は分割・組立が容易な構造となっており、同径ト割付と、その割付を実現するためのシールドマシン制御方

であれば、シールド機外殻を除きそのまま転用・再利用できる。

法の検討を AI が試行錯誤しながら自己学習により導き出し、新たに開発した坑内回収型上向きシールド機では、完成し3D シミュレーターを介して提案を行う。

た鉛直トンネル（立坑）を利用して上向きシールド機の転用部

上記 2 種類の AI 開発を推進することで、シールドトンネル現分を横坑まで直接降下させ、新規の外殻と接合して次の掘場の生産性・安全性の向上を図り、今後も国民の生活と安全を削位置まで坑内を移動することで、複数箇所の上向きトンネ

守る良質な社会インフラ整備の一助となることが期待できる。

ルを地下のみで連続して構築することも可能である。
特徴とメリット①地上を占用しての工事期間短
縮、周辺への影響低減が可能。
「操作支援 AI」のガイダンスに基づくシールドマシン操作状況②幅員の狭い道路でも立坑構築が可能。
③上向きシールド発進部にはＦＦＵ
セグメントを使用するため、発坑内回収型上向きシールド機降下状
況－新今里～寺田町幹線下水管渠築造工事（その２）－

進部背面の地盤改良が不要。
④鉛直トンネルを同径にすると、上向きシールド機が転用できコ
ストダウンが可能。
⑤立坑が深いほど経済的。

上向きシールド工法イメージ［大成建設株式会社］「計画支援 AI」
による3D 掘進計画

［清水建設株式会社］

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レビュー
過密都市の地下を拓く有する鋼製セグメントを採用し、覆工の耐久性、止水性の向上とプレハブ化による作業性の向上、工程短縮を図っている。
さらに、超大断面の非円形トンネルに対応するため、強靭な鋼過密化する都市部の地下工事は、
「狭あい」
「大深度」
「長

コンクリート合成構造の「TUF セグメント」を開発。これらの

距離」
「非開削」
「超近接」など、近年ますます施工条件が厳し技術により、大深度地下の巨大空間を安全かつ効率よく、経くなっており、新たな技術を駆使して対応している。

済的に構築することを実現している。

１．CSM工法による大深度地中連続壁
CSM 工法は、懸垂式の水平多軸回転カッターにより土とセメント系懸濁液を原位置で撹拌混合し、等壁厚のソイルセメ
ント壁を造成する工法である。壁内に嵌合継手を有する NSBOX を建込むことで、剛性や止水性に優れたソイルセメント
鋼製地中連続壁を構築する。
「CSM工法」の特徴
・大深度（最大 60m）
、大壁厚（最大 1.2m）の施工が可能。
・硬質地盤においても先行削孔の省略、低減が可能。
・コンパクトな機械のため、低空頭、狭あい地でも施工が可能。

WJセグメント仮組立状況

TUFセグメント概要図（ボルト継手の例）「ソイルセメント鋼製地中連続壁」の特徴［株式会社安藤･間］

・本体利用することでコスト低減、工期短縮が可能。
・プラント設備が小さく、狭あい地でも施工が可能。
（ 左 ）CSM 工 法ク
アトロサイドカッ
ター 機 施 工 状 況（作業帯幅 6ｍ）
（右）ソイルセメン
ト鋼製地中連続壁
壁面状況

２．大断面・大深度・長距離・高速シールド

地下街直下におけるトンネル施工
１．施工条件
大阪市北区梅田において大阪神ビルディング（地下 5 階、地上 11 階）と新阪急ビル（地下 5 階、地上 12 階）の建替え工
事（Ⅰ期工事）が行われた。本工事は、この 2 棟間の深度 GL-

高速横浜環状北西線（外径 12.4m、土被り7m ～ 67m、延18.2m ～ -10.3m に地下車路（L=21.95m）を接続する工事で長 3.9km、泥水式）では、シールド掘進とセグメント組立とのあったが、車路の直上 30cm 付近には、40,000 人 / 日の歩行同時施工や、道路床版との並行施工を実施。トンネル坑内で者が通行し、営業中の店舗が存在する地下街があった。さら高速かつ大量の輸送が可能なタイヤ式運搬車や、後続台車に地下街上方の道路付近には複数の埋設配管や地下街へのにセグメント貯留型自動搬送装置などを導入し、高速施工を階段が存在する。

実現している（最大月進 410m）。また、一般的な掘進データのみでなく、チャンバー内の性状やセグメント組立状況、テー
ルクリアランス、地形や地質、近接構造物など、あらゆる情報を可視化し、総合的に監理できる「スマートシールドⓇ」を導入。U ターン路では、小口径パイプルーフと凍結工法を併用した開放型シールド工法により、土被り60m の横坑を安全か
つ短工期で施工している。

（左）シールド到達状況 （中央）
シールド掘進とPC床版の並行施工（右）開放型シールドと合成セグメントによるUターン路施工

３．セグメントによるシールド地中拡幅

22

施工縦断図

２．工法選定都市部の既設建物間の地下通路接続工事は土留め壁を用シールドトンネル間を非開削で切拡げ、アーチ状のセグメン

いた開削工法が一般的である。当地下車路を開削工法によりトで接合する「WJ セグメント工法」を開発。高い耐力と靭性を施工する場合、営業中の大阪駅前ダイヤモンド地下街を分割

ENAA Engineering No.153 2019.9

し、切り替えて施工することになり、地下街の営業などへの影

ロックのように組み合わせ、簡易にボルト結合するため、組立・響が大きいことが懸念された。

解体時の作業工程の短縮が図れる。

そこで地下街の営業を継続したまま施工可能な非開削本工法を東京ミッドタウン日比谷と東京地下鉄日比谷線日工 法 のアンダー パス技 術 である URT（Under Railway

比谷駅とをつなぐ地下連絡通路の建設工事に適用し、幅 7.25

Tunnelling）工法を選定し実現した。なお、当工法は鉄道直ｍ、高さ 4.275 ｍ、延長 42 ｍの矩形トンネルを構築した。

下のトンネル掘削工法であり、建物間に適用されたことのない工法であった。
３．工法概要URT 工法を用いたトンネル掘削工事は、地下車路の外周（約 6.9m ×横 10.1m）に□ 1.0m × 1.0m の鋼製エレメント（L＝約 3.0m/ 個、t ＝約 22mm）を推進ジャッキにより順次推進

3 連 R-SWING 機

し、鋼製エレメント内に充填したコンクリートを PC 鋼線で緊張後、閉合された鋼製エレメントの内側（縦 4.9m ×横 8.1m、A ＝ 39.7m2）を掘削し、車路を構築する工事である。

トンネル全景■ＥＸ-ＭＡＣ工法（Excavation Method of Adjustable Cutter）
矩形シールド工法である EXMAC 工法（イーマック工法）は、
カッターの回転時にカッタース
ポークに内蔵された伸縮カッ
ターを形状に合わせて伸縮させ

横型２連矩形シールド機て掘削することで、縦横比の自由度の高い矩形断面の構築を可URT 推進完了全景



地下車路完成後全景［株式会社竹中土木］

能とする工法である。
本工法を銀座六丁目の大型商業施設「GINZA SIX」と既設地『VERSATILE BOX 工法』
ー都市部の輻輳する地下空間での合理的な矩形トンネル掘削技術ー

開発の背景と概要

完成した地下通路

下通路を接続する歩行者専用地

下通路の建設工事に適用し、幅 7.05 ｍ、高さ 4.45 ｍ、延長109 ｍの矩形トンネルを構築した。
■アポロカッター工法（All Potential Rotary Cutter）
矩形シールド工法であるアポロカッター工法は、カッター

近年、都市部を中心とした再開発の増加に伴い、利用者のヘッドの自転と公転を組み合わせた掘削機構を有し、矩形を利便性向上を図るため既存の駅と建物を地下連絡通路でつはじめ多様な断面形状の掘削に対応できる工法である。特になぐニーズが高まっている。また、道路や鉄道トンネルを限ら

硬質地盤や松杭等の地中障害物の切削を要する地盤への適れた空間内で構築するため、合理的な断面を確保する必要に用性に優れる。

迫られている。これらのニーズに対応するため、円形に比べ本工法を用地制約のある阪神高速大和川線常磐工区の出合理的な断面形状が確保できる矩形断面に着目し、用途・施口ランプトンネル部に適用し、小土被り発進（1.5 ｍ）、急勾配

工条件に応じた多様な矩形シールド・推進工法を総称する

掘進（下り 8％）、本 線開削部の土 留め壁との最 少 離隔

「VERSATILE BOX 工法」を開発・適用した。

250mm の超近接施工条件下で、幅 8.16 ｍ、高さ 7.7 ｍ、延以下にそれぞれの工事条件に適したカッター駆動方式を

長 225 ｍの矩形トンネルを構築した。

採用した事例を示す。
特徴とメリット■Ｒ-ＳＷＩＮＧ工法（Roof & Swing Cutting）
矩形推進工法である R-SWING 工法は、小土被りの工事をターゲットとし、掘削機構に揺動カッターを採用した幅 2.3ｍ、高さ 0.9 ｍのルーフマシンを上部に、高さ 2.7 ｍの本体マ
シンを下部に配置する構成を基本ユニットとしている。トンネ
ル断面の大きさに応じて、基本ユニットおよびスペーサーをブ

アポロカッターシールド機

出口ランプトンネル全景［鹿島建設株式会社］

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23

レビュー
大断面シールドの高速掘進と消費電力低減『省エネシールド』開発の背景と概要

特徴とメリット・掘削１サイクル分の施工データを3次元処理・解析するのに要する時間は概ね数分程度であり、施工サイクルの中で3次元地山評価を連続的に行うことが可能。

省エネシールドは、内・本システムで得られた地山物性（地山強度等）の3次元分布

周部と外周部に分割しデータと切羽観察結果や発破薬量等の施工実績との比較・たシールドマシンのカッ分析が容易で、その結果を掘削方法の妥当性評価に活用

ターヘッドをそれぞれすることができる。
・ドリルジャンボの稼働状況をリアルタイムで遠隔地からモニ

最適な回転速度に調整し掘削できる、シールド

省エネシールド機の外観イメージ

掘進技術である。近年、シールドトンネルの長距離化・大断面化にともない求められる工期短縮とコスト縮減などの課題

タリングすることも可能であり、機械故障の予防保全にも活用できる。
・CIMとの連携やシ山岳トンネルにおけるIoT活用への展開が可能。

を解決する。
特徴とメリット
省エネシールドは、シールド機の前面に位置するカッター
ヘッドの内周部と外周部を別々に回転させる「二重カッター方式」を採用している。これにより、内周部と外周部のカッター
回転速度を個別に調整できる。また、内周部のカッターヘッド
が前方にスライドする機構を装備させることで、中心部の先システム構成行掘削が可能となり芯抜き効果を得ることができる。
●工期短縮
内周部と外周部のカッターがそれぞれ最適な速度で回転することで、従来の単一駆動方式で課題となっていた、内周部の切削性や掘削土砂の攪拌性を改善できる。これにより、掘削速度が 25％向上し、高速掘進を実現する。
●コスト縮減カッター回転速度の最適化と先行掘削による芯抜き効果により、カッ地山強度の3次元評価事例

タートルクを低減できる。

［西松建設株式会社］

これにより、消費電力量
を 30％低減できるため、コストを縮減できる。

省エネシールド機［株式会社大林組］①サンライズビット工法② RPG（Ring-Post-Grouting）工法①開発の背景と概要

削孔データを使用した
3 次元地山評価システム「DRISS-3D」
開発の背景と概要
近年、山岳トンネルではコンピュータ制御のドリルジャンボ（コンピュータジャンボ）の普及が進んでおり、装薬孔・ロック

24

シールド工事において、超長距離の掘削や岩盤が出現する
複合地盤、巨礫が連続する地盤、地盤改良が困難な地盤などではカッタービットを交換することが困難であった。サンラ
イズビット工法は、カッタービット交換作業を遠隔操作で安全かつ効率的に行う技術である。
特徴とメリット

ボルト孔といった施工時の削孔位置・角度データが容易に入安全かつ工程に悪影響を及ぼす

手可能となってきた。本技術は、このようなデータを使用してことなくカッタービットの交換が可能

切羽およびその近傍の地山性状を詳細かつ迅速に 3 次元評

で、地盤改良が出来ない場合や高水価可能な地山評価システムである。

圧下など、人が立ち入れない環境で

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サンライズビット工法イメージ図

の交換が可能である。また、シールド機発進時の仮壁の直接掘削や支障物切削時の専用ビットと使い分けることも可能である。
②開発の背景と概要

特徴とメリット
従来の光ファイバーひずみセンサに比べて、ひずみ計測能力が数μεまで向上しており、感度が非常に優れている。同時

山岳トンネルの掘削に伴う想定外の湧水は、トンネル上部の地下水位低下を招き、湧水に重金属が含有する場合は、周に温度変化のモニタリングが可能であり、これらのデータが数 km 深度に対して 10cm 間隔で得られる。

辺地域の環境に被害を及ぼす恐れがある。一般市民の環境

これまでにない計測感度の高さから、CO2 貯留サイトだけへの意識が高まる中、これらの諸問題を回避するために、今ではなく、資源調査、地盤防災、構造物の維持・管理分野へ

後トンネル掘削後に、トンネル湧水の減量化が求められるの普及を公益財団法人地球環境産業技術研究機構（RITE）

ケースが増加すると予想される。

と当社で進めている。本手法は経済産業省の委託事業の成本工法は、ヒ素を含む湧水の減水に成功した北薩トンネル

果であり、RITE が研究開発を行った。

の施工実績を基に、その設計手法・施工方法・施工管理方法を確立した技術である。
特徴とメリットダムのグラウチング技術に基づいた設計・計画・施工管理・改良効果の確認等を体系化し、亀裂性岩盤を対象に極超微粒子セメントを使用した日本初の施工方法である。また、地山の透水係数を三次元ルジオンマップによる見える化、ダムのグラウチング技術の応用により、最適な注入量や方法を選定

CO2 圧入時の地層変形
CO2 圧入に伴って圧入深度にひずみが生じている。

連続揚水時の地層モニタリング
サイトから280m、150m離れたA 孔、B 孔の揚水によって、地層に圧縮ひずみが生じ、揚水後にひずみが徐々にもとに戻る状況を計測。

［サンコーコンサルタント株式会社］

することも可能である。

トンネル壁面からの湧水状況

単孔式のポータブル地下水
流向流速測定技術
土木構造物の地下調査や土壌汚染の環境調査等では周辺の地下水流動環境を把握するために単孔式の地下水流向流速RPG工法の鳥瞰図RPG工法の施工状況計を適用することも少なくない。その一つである電位差法を用いた地下水の流向流速計法は、他の方法に比べ装置構造がやや複雑で熟練した操作技術を必要とするものの、データ品質に優れ多くの実績が上げられてきている。昨今は長期にわたる動態観測への適用が高まり、簡便で安価な計測に加え既設小孔

三次元ルジオンマップ

対策前

対策後

［株式会社熊谷組］

径井での計測ニーズに応えるため、データの品質を維持しつつ小型化したポータブルな流向流速計が開発されている。
下図に VP50 で仕上げた井戸で使用できるポータブル流

地下を見える化する技術

向流速計（LD40）の孔内部の概念を示す。併せてφ 86mm

光ファイバーによる
地層変形モニタリング
開発の背景と概要
流向流速計の仕様比較一覧

本手法は、光ファイバーを坑井ケーシング背面にセメント固定して、地表から地下まで地層変形を連続的にモニタリン
グする。CO2 貯留サイトにおいて、貯留層・遮蔽層に点センサを配置して監視するだけでは CO2 圧入時の地層安定性の評価には不十分であり、光ファイバーを分布式ひずみセンサとして用いる本手法が有効である。

ポータブル流向流速計孔内部の概念図

タブレット端末での解析結果の表示例

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レビュー
のボーリング孔（裸孔）での使用を前提とした従来型の流向宇宙線ミュー粒子による地盤探査システム

流速計（LD60）との仕様比較一覧を表に記す。
ポータブル流向流速計は、上下のスポンジパッカーで閉塞したセンサー部の充填材に人工透水体を用い、方位計を内蔵

社会インフラ施設に伴い、地盤の空洞化が問題となっていしたことで操作性を向上させている。また、センサー部には温る。これまで地中レーダなどの物理探査により空洞探査が行わ

度計と圧力計を配置して流動環境を確認することができる。

れてきたが、探査深度が不足するなどの課題があった。このよ

併せて小型軽量化が進められ VP50 で仕上げられた観測井

うな課題を解決するため、平成 20 年度から 23 年度にかけて、で使用することができ、計測器全体の総重量は従来型の 1/6

宇宙線ミュー粒子を利用した地盤探査システムを開発した。

まで低減し、大幅な作業効率性の改善と低コストでの計測を宇宙線ミュー粒子は、上空の大気上面で生成され、地下に実現している。

も到達する。地下に入ると物質との相互作用により、透過距［株式会社アサノ大成基礎エンジニアリング］

離が長くなる、あるいは透過した物質の密度が高くなるとそれに応じて、数が減少する。すなわち宇宙線ミュー粒子の強光ファイバー DAS を用いた表層地盤への適用性試験
開発の背景と概要

度を計測すれば、ミュー粒子の透過経路長と平均密度との積（これを面密度という）に換算することができる。透過経路長
は図面や測量から求めることができるため、面密度を透過経路で割れば、密度を求めることができる。

近年、石油開発の分野においてジオフォンを用いた従来

図 1 は宇宙線ミュー粒子を到来する方向ごとに計測するたの地震 探 査の代わりに、光ファイバーを振 動センサー

めの計測器である。上にある主検出器と下に配置した副検出（Distributed Acoustic Sensing, DAS）
として用いた新しい地

器を、それぞれ同時に通過したミュー粒子を計測すれば、あ震探査が注目されている。光ファイバーケーブルは耐久性にる方向から到来したミュー粒子を計測したことになる。同時に優れ、またケーブルに沿った線上の振動データを経時的に取5 方向計測できるためマルチ計測器と呼ぶ。これによりトモグ得できることから、土木での長期モニタリングの適用が期待さ

ラフィデータが取得できるようになった。取得したデータは三れている。当社は、ENAA が機械システム振興協会から受託

次元トモグラフィ解析が可能である。図 2 は地盤の密度を三した「光ファイバーを用いた新たなインフラ管理手法に関する次元で表示したものである。地下に設置された通路と埋設管戦略策定事業」に参画して、が可視化されている。このシステムは地盤だけでなく、大規DAS システムの極浅層部の地模構造物の内部探査にも適用可能である。

盤調査への適用性を検討した。人工震源や常時微動に対して、地震計やジオフォンでの測定と比較することでその性能評価を行った。その結果、 地表に埋められた光ファイバーケーブルと地盤の S 波速度分布を精度よ比較用受振器および地震計

図1 開発したマルチ計測器

く求めることに成功した。

図2 三次元トモグラ
フィによる三次
元密度分布

図 3 は原子炉を透過した
宇宙線ミュー粒子を測定しDASの雑微動記録を解析して得られた測線直下の見かけS波速度分布図

今後の展望た結果である。炉心の部分の高密度の領域が赤色で示されている。これにより原
子炉内部の健全性などのモ

都市に埋設された既存の光ファイバーケーブルをセンサーに転用することができれば、常時微動をシグナルとする
特殊な解析（地震波干渉法）を行うことにより、受振器・振源を新たに設置することなしに、低コストで長期間モニタリ

ニタリングが可能である。
出 典： 鈴 木 ほ か（2013）：宇宙線
ミュー粒子による原子炉内部構造
可 視 化 試 験、物 理 探 査 学 会 第 129
回 学 術 講 演 会 論 文 集、pp.131-134

図3 原子炉内部の可視化例

ングできる。

［株式会社ダイヤコンサルタント］

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ENAA Engineering No.153 2019.9

［川崎地質株式会社］

大水深海上ボーリング調査『傾動自在型試錐工法』

最新の三次元地下探査技術
背景

開発の経緯と概要

BIM/CIM を前提とした三次元地盤モデルを構築するため

本工法は、鋼製やぐらやスパッド台船等では適用困難な大に、土木・建築分野を対象とした三次元物理探査が開発さ水深の海域において地盤調査を安全かつ高品質で実施するれている。

ことを目的として、弊社が昭和 40 年に開発したものである。

様々な物理現象を用いて地盤内部を三次元的に可視化す

平成 5 年には、運輸省告示第 366 号にて『大水深域でのボーる三次元物理探査により、複雑な地盤構造を表現する三次元リング工法』
として評価（港湾に係る民間技術評価 第 94302）

地盤モデルの構築が可能になる。

された。現在まで改良を重ね、東京湾アクアラインや下田湾
防波堤等の重要構造物の建設工事に伴う地盤調査をはじめ、近年では秋田沖の活断層調査等多くの実績がある。今後も大水深の海域で計画されている洋上風力発電設備建設のための地盤調査への対応にも取り組んでいるところである。
図1 東京・日本橋の三次元モデル

三次元物理探査地中レーダ、常時微動トモグラフィ、電気探査を、目的に応じて組み合わせることで、地下 30 ｍ程度までの地盤構造を連続的に可視化する三次元物理探査が実用化されている。

図1 海上足場の種類

図− 2 は、分散型地震計を 10m 間隔に 7 ×16 個配置し、三次元常時微動トモグラフィにより深度 45m までの S 波速度分布を可視化した事例である。ボーリングにより確認された地盤の多層構造を連続的に可視化している。

特徴とメリット
本工法では、海底地盤上から海面まで立ち上がらせたガイ
ドパイプ上（アンカーワイヤーにより直立固定）に掘進機を載せ､ 不動とした状態でボーリングを行うものである。台船に搭載したその他の機材とスピンドル部が独立しているため、従来の海上足場と比較して機動性及び耐波安定性に優れてお

図2
微動トモグラフィによる三次元S波速度構造

り、台船とガイドパイプの切り離しにより､ 円滑な荒天退避や台船動揺の影響を受けにくい事でサンプリングや安全面など技術的にも良好な成果を提供できる。

三次元探査検定センター
三次元物理探査の信頼性を検証し、地下埋設物の可視化
技術の向上を図るため、2019 年 5 月に専用の実験場を開設した（図− 3）
。実験場には種々の地下埋設物を埋めた道路を

b.スピンドル部

整備し、埋設物の種類や埋設状況などを、レーザー測量に基づく三次元 CAD データとして正確に管理している。既知の埋設情報を用いて、探査条件や解析手法の検証をおこなえる施設として第三者にも公開している。

図2 事例写真

a. 全景

主な利点としては、①ガイドパイプの長さを調整することにより広範囲な水深（20 ～ 50m）への対応が可能 ②海底地形の制約は大きく受けない ③設置、移設、撤去が容易で短時間④ガイドパイプの設置の微調整が可能 ⑤潮位の大きな変動に対応可能 ⑥海象荒天時、スピンドル部を回収し、ガイドパ

図3 三次元探査検定センターの全景［応用地質株式会社］

イプのみを残した状態で避難可能 ⑦資機材は解体して陸上搬送可（全国対応可）が挙げられる。

［中央開発株式会社］

ENAA Engineering No.153 2019.9

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地下開発利用研究センター 30年のあゆみ～人々の生活と社会に貢献する地下空間利用！！～■ 設立から10年のあゆみ
地下開発利用研究センター（以下、地下センター）
は1989
（平成元）

と「革新的熱電変換材料」について調査研究した。大深度地下利用

年9月1日に地下空間の高度なエンジニアリングの研究開発を行うた術開発ビジョン」の検討と「大深度地下の特定に伴う先端技術の開に関しては、国土交通省からの委託で、「大深度地下利用に関する技

めに、多くの民間企業の協力と当時の通商産業省の支援を受けて設発促進調査」を行った。CCSに関しては、九州地区 CCS 可能性、全立された。設立後の10年間は「大深度地下空間技術」の研究開発、

国貯留量賦存量、海外 CO2 地中貯留の調査を行った。さらに自主活「地下開発マスタープラン」の調査検討及び石油ガス国家備蓄の技術動である地下利用推進部会において、社会及び会員企業のニーズに調査等の大型プロジェクトを通じて、国の施策に貢献する形で活動

応える多くの活動を行い、その成果を社会に提言してきた。

を進めてきた。また、1994（平成6）
年に地下空間利用に関する膨大■ 設立20年から25年のあゆみ
2009（平成 21）年度からの 5 年間では、エネルギー貯蔵技術、な知見を織り込んだ「地下空間利用ガイドブック」を発行した。

未利用・新エネルギーの利活用、CCS、環境・防災技術、地下イン■ 設立10年から20年のあゆみ
1999（平成11）年度からの10年間は、新たな社会ニーズに応える

フラ技術及び地下利用推進部会の調査研究を、受託研究、（公財）

地下利用として、エネルギー関連、熱電変換システム関連、大深度JKA 補助事業または自主研究として実施した。エネルギー貯蔵で地下利用、CO2地中貯留（以下、CCS）、環境・防災・社会インフラ

は、「エネルギー地下貯蔵 SWG」及び「エネルギー地下貯蔵研究会」

関連の調査研究活動を行ってきた。エネルギー関連では、LNG、として活動した。地熱の利活用については、2011（平成 23）年度

DME、水素等の低温地下貯蔵、バイオガスの貯蔵及び利用方法等に「高温地熱・熱水活用研究会」を設置し、地熱発電・熱水活用技の調査研究を、熱電変換システムでは、「高効率熱電変換システム」

術に対する技術・情報の蓄積を行った結果、2012-2013（平成 24-

地下開発利用研究センター 最近の研究テーマ実績
分野別

2010年度（平成22）

2011年度（平成23）

エネルギー
貯蔵技術

エネルギー地下貯蔵研究会

2012年度（平成24）

2013年度（平成25）

2014年度（平成26）

2015年度（平成27）

2016年度（平成2８）

2017年度（平成29）

小規模地熱発電設計ガイドライン（JOGMEC）

未利用・
新エネルギーの利活用

小規模地熱発電・温泉発電の手引書作成（JOGMEC）
高温地熱・熱水活用研究会

地下管理型処理施設

地熱発電設備利用率調査（JOGMEC）

水素・再生可能エネルギー導入ビジョン（壱岐市）

水素輸送・貯蔵研究会

小規模地熱発電・熱水活用研究会

水素インフラ研究会
地熱発電・熱水活用研究会

離島における地熱資源活用可能性調査（JKA）
地熱開発理解促進関連事業支援（大分県、湯沢市他） （大分県、大町市他）（大崎市、大町市他）（諏訪市、大町市他）

IoT-AI適用による小規模地熱発電＆熱供給の研究（NEDO）
温泉の利活用事例集コンテンツ作成（大分県）

地熱開発調査（富山県） 地熱開発ポテンシャル評価（島根県）
CO2マイクロバブル地中貯蔵

立山地熱発電計画概略検討（富山県）

CO2地中中和に関する調査研究

ＣＣＳ関連研究会
情報通信活用支援

環境・防災技術2019年度（令和元）

ガス事業基盤の強靭性確保・天然ガス地下貯蔵に係る調査

低温地熱発電CO 2地中貯蔵技術（CCS）

2018年度（平成30）

発電所付属重要施設の地下収納研究会

地下水・再生水利活用
放射性廃棄物研究会
エネルギー関連施設に関する活断層の工学的研究会

地下インフラ
基礎技術

架空送電線地下化

ミュー粒子非破壊検査

物理探査船調査（JOGMEC）

ミュー粒子地中地盤探査

老朽化トンネル補強技術の研究〔ト試験炉
ンネル空洞 〕

地下情報の基盤モデル調査（JKA）

3次元データプラットホーム
地下構造物調査（JKA）

老朽化インフラ対策研究会
計測技術研究会

地下利用
推進部会

28

低炭素社会に向けた
地下利用方策に関する調査研究

防災・減災型インフラの調査

国土強靭化に資する
地下空間利用の調査

安全・安心・快適な国土形成に資する地下空間利用の調査①地下特性を活用した地下施設の技術基準等に関する調査①東日本大震災における地下施設の被害と対策に関する調査①情報通信基盤に関する調査①地下歩道ネットワーク整備による快適な社会に関する調査①地下歩行空間を利用した快適なまちづくりに関する
調査研究②都市再生のための地下利用に関する調査②大災害に対する都市内地下空間の ②産業エネルギー基盤に有効活用に関する調査
関する調査②エネルギー施設の強靭化に関する調査②離島における電力エネルギー ②地下空間立体利用時のの強靭化および快適性
防災・減災対策に関する向上調査研究調査研究③地下水・再生水を活用した
地下利用に関する調査③社会インフラ施設の防災・減災に向けた地下水利用に関する調査③都市生活基盤に関する調査③地下の立体的利用による
都市生活基盤の整備に関する調査③快適な社会に向けた水インフラ ③地下の立体的利用に有効な利用に関する調査研究
設備に関する調査研究④大深度地下道路の適用性に関する調査④大深度地下道路網における災害時の機能・安全性に関する調査④交通網基盤に関する調査④交通網施設の強靭化に資する
地下空間利用に関する調査④新たな付加価値を創造する ④地下の立体的利用に有効な
交通インフラ整備に関する
地下空間構築に関する
調査研究
調査研究

ENAA Engineering No.153 2019.9

快適なインフラ・ 都市域地下空間
まちづくりに資する の立体的利用に
地下空間利用に 関する調査研究
関する調査研究①地下の立体的な利用・使用方法に関する調査研究		25）年度にはJOGMECから「小規模地熱発電の導入課題調査及び体への技術支援を継続した。2018（平成 30）年度には、NEDO か温泉発電の手引書作成業務」を受託した。また、2013-2014（平成ら「IoT-AI 適用による小規模地熱スマート発電＆熱供給の研究開

25-26）年度には資源エネルギー庁が進める地熱開発理解促進事発」を受託し、地熱発電及び熱利用の利用率向上のための研究開発業として、大分県や秋田県湯沢市等における小規模地熱発電・熱を 2020（令和 2）年度まで実施する。2018（平成 30）年度には、水活用に関する技術支援を行った。CCSでは、2010-2014（平成壱岐市から「水素・再生可能エネルギー導入ビジョン策定支援」、

22-26）年度では自主活動として「CCS 関連研究会」として、調査

富山県から「立山温泉地域地熱資源開発 発電計画概略検討」、大分

検討を継続した。また、自主研究として「発電所付属重要施設の地

県から「温泉の持続可能なエネルギーとしての利活用に関する事例

下収納研究会」を設置し、その成果を土木学会や原子力関連委員会

集コンテンツ作成」を受託した。

に提案した。地下インフラ技術では、2008（平成 20）年度から、自環境・防災技術では、2015（平成 27）年度に設置した自主的な然宇宙線ミュー粒子を応用した地盤内の空洞探査技術を開発し、研究会である「エネルギー関連施設に関する活断層の工学的研究

地下の内部を可視化することに成功した。この計測技術の活用に会」において断層活動とその影響に関する調査研究を精力的に実より、道路下等の地下空洞や、原子炉内部の可視化が可能となっ施し、2018（平成 30）年度にはその成果を学会投稿するとともに、た。自主研究としては、「老朽化インフラ対策研究会」と「計測技術

断層変位による影響評価実験に着手した。

研究会」を新規に立ち上げた。
■ 設立25年から30年のあゆみ
2014（平成 26）年度からの5年間では、未利用・新エネルギー

地下インフラ技術では、2016（平成 28）年度に、JOGMEC から「三次元物理探査船、調査機器及びデータ処理システムの市場調査」を受託し、海底地質の物理探査に関する最新技術を調査した。

の利活用、環境・防災技術、地下インフラ技術及び地下利用推進2017-2018（平成 29-30）年度には、JKA 補助事業として「地下情部会の調査研究を、受託研究、（公財）JKA 補助事業または自主研報の基盤モデルづくりに関する調査」を実施し、構造物・地質構造・究として推進した。トピックスとしては「地下空間利用ガイドブッ

地下埋設物の 3 次元情報を統合したモデルを国内で初めて構築しク 2013」と「A Guide to Underground Space Utilization andた。2019（令和元）年度からは、さらに汎用性の高いシステムとしPlanning 2015」の発刊を挙げることができる。

て高度化するために「3 次元データプラットホームによる地下構造

未利用・新エネルギーの利活用については、2014-2016（平成物維持管理の調査研究」に着手している。

26-28）年度は「小規模地熱発電・熱水活用研究会」、2017（平成地下利用推進部会は、2014-2015（平成 26-27）年度は「国土強29）年度以降は「地熱発電・熱水活用研究会」とした自主的研究会

靭化に資する地下空間利用の調査」、2016-2017（平成 28-29）年を継続している。年6回開催の講演会では毎回 100 名近い参加者

度は「安全・安心・快適な国土形成に資する地下空間利用の調査」、

があり、地熱発電・熱水活用分野における貴重な情報源・情報交2018（平成 30）年度は「快適なインフラ・まちづくりに資する地換の場となっている。JOGMEC からは、2014（平成 26）年度に「小下空間利用に関する調査研究」として活動を継続し、2019（令和

規模地熱発電プラント設計ガイドライン作成業務」を、2015（平成元）年度からは「都市域地下空間の立体的利用に関する調査研究」

27）年度に「地熱発電事業における設備利用率の実態調査」を受託として活動を開始したところである。地下利用推進部会には、29した。また、2015（平成 27）
年度に富山県企業局から JOGMEC へ

社 40 名の委員が参加して活動している。

の調査申請書作成業務を、2016（平成 28）年度に島根県企業局か2019（令和元）年 9 月 1 日に地下開発利用研究センターは設立

ら地熱ポテンシャル評価業務を受託した。2015-2016（平成 27-

30 周年という大きな節目を迎えた。時代の潮流を見つつ、今後も継28）年度には、JKA 補助事業として「離島の地熱資源活用可能性調

続して社会及び会員企業に役に立つ研究成果を出し続ける努力をし、査」を行うとともに、地熱開発理解促進関連事業における地方自治

我が国における地下開発の拠点としての役割を果たしていきたい。

編集後記

ENAA Engineering 2019No.153（地下開発利用研究センター 設立30周年記念号）

2014年9月に「地下開発利用研究センター設立25周年記念号」を発刊してから5年が経過し、設【広報誌編集分科会】

立30周年記念号を編集することになりました。地下センター設立直後に取り組んだ大深度地下開発

分 科 会 長 : 飯田 厚則

技術の開発が、今日ではリニア中央新幹線の建設につながっています。本号では、このような地下空委間利用の現状を俯瞰して、地下空間利用の将来の方向性を見極めることに努めました。
30周年記念座談会では、「安全で快適な地下空間の創造をめざして〜官民連携の地下開発で社会インフラの高度化に貢献〜」というテーマに関して、建設業界でご活躍されている第一線の
土木・地質技術者の方々から最新動向や今後の方向性について議論していただきました。また、新進気鋭の地下空間研究者である日本大学大沢教授をお招きして2019年7 月に記念講演会を開催し、その内容を「地下空間利用の潮流と未来展望－ Underground for Human －」としてとりまとめました。コラム記事として、我が国及びニュージーランドの地熱に関する記事を２編掲載
し、レポート記事では、「日本を代表する地下交通インフラ」
をテーマにした５編の原稿を、レビュー
記事では「国内の最新地下関連技術」をテーマにした１4 編の原稿を掲載しております。
いずれの記事も、現状の国内外の主要な地下利用プロジェクトや最新技術について整理・俯
瞰された内容となっており、読者の方にとって有益な情報源となると確信しております。地下セン

発

行 : 一般財団法人エンジニアリング協会〒105-0001 東京都港区虎ノ門 3-18-19（虎ノ門マリンビル10 階）TEL. 03-5405-7201 FAX. 03-5405-8201
https://www.enaa.or.jp/

制

作 : 東洋美術印刷株式会社

関わる業務など、再生可能エネルギーに関わる業務も拡大しております。30年にわたって蓄積し内外の地下空間利用を促進するような活動を継続し、社会に貢献していきたいと願っています。

東洋エンジニアリング（株）（株）IHI（株）大林組
鹿島建設（株）
JFE エンジニアリング（株）
石油資源開発（株）
大成建設（株）
千代田化工建設
（株）
電源開発
（株）
日揮
（株）
日鉄エンジニアリング（株）
三菱重工エンジニアリング（株）

事 務 局 : 小倉 三枝子

ターでは、最近、地熱発電だけでなく、水素を使った余剰電力の利活用や洋上風力発電技術にた地下空間利用に関わる知見をこれらの新規のエネルギー分野にも適用しながら、今後も、国員 : 濱野 洋之
末積 仁
田中 敦
夕部 貴臣
薮田 明野
大久保 澄
勝見 昌子
本江 誠治
栗林 良
黒田 讓治
河野 浩一

（地下開発利用研究センター所長 奥村忠彦、技術開発部長 塩﨑功）

ENAA Engineering No.153 2019.9

29

一般財団法人

エンジニアリング協会

105-0001 東京都港区虎ノ門3-18-19（虎ノ門マリンビル10階）
TEL 03-5405-7201
FAX 03-5405-8201