関門トンネル (山陽本線)

関門トンネルは、関門海峡をくぐって本州と九州を結ぶ、鉄道用の海底トンネルである。九州旅客鉄道の山陽本線下関駅 - 門司駅間に所在する。単線トンネル2本で構成され、下り線トンネルは全長3,614.04メートル、上り線トンネルは全長3,604.63メートルである。

後に開通した国道2号の関門トンネルと区別するため、関門鉄道トンネルと呼ばれることもある。

1. 概要
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関門海峡は本州と九州の間にある海峡で、このうち深さの関係から西側の「大瀬戸」と呼ばれる部分に関門トンネルがある一方、もっとも海峡が狭くなる東側の「早鞆の瀬戸」に、ほかの関門海峡横断交通手段である国道2号の関門トンネル、山陽新幹線の新関門トンネル、高速道路の関門橋が通っている。もともとは関門連絡船でこの海峡を横断して結んでいたが、乗換・積替の手間を省き輸送力を増強するために3回にわたって関門海峡にトンネルを建設する計画が持ち上がり、3回目の昭和初期の計画により実際に着工することになった。

当面は単線の輸送力で十分であったことに加えて、工事の容易さから、単線でトンネルを建設することになり、将来輸送量が増えたときにもう1本の単線トンネルを建設して複線とすることになった。先に建設されたのは下り線のトンネルで、両側の地上と水底部との間において機関車が列車を引っ張る性能を勘案して、20パーミル勾配を採用することにしたが、のちに上り線のトンネルを建設した際には、海底部分での土被り「土かぶり」ともいい、トンネルや管路の上の土の深さを示す。これが深いと工事費が増大し、浅ければトンネルや管路の構造が不安定になる恐れがある。

鉄道院総裁の後藤新平は、1910年4月に鉄道近代化を目的として業務調査会議を設置し、その一環として第4分科で海陸連絡の検討を行った。1911年4月には、海峡のもっとも狭くなる早鞆の瀬戸で横断する橋梁案の検討を東京帝国大学工科大学教授の広井勇に依頼し、1916年3月に報告書が提出された。また比較としてトンネル案の検討を京都帝国大学工科大学教授の田辺朔郎に依頼した。田辺は実地調査の末1911年12月28日に関門トンネル鉄道線取調書を提出し、これに基づいてさらに鉄道院技師の岡野昇が線路選定を行って諸般の調査を行い、1913年1月に報告を提出した。また田辺がロンドンに出張した機会に、関門海峡の地質で水底トンネルの建設が可能かの調査を国外で行うことを委託され、帰国後1915年5月に工事は可能であると報告した。

広井が設計した橋梁はカンチレバー式のもので全長2,980フィート、最大支間1,860フィート、海面上の桁下高さは200フィートで、橋の上には標準軌の鉄道複線、電車用の線路複線、さらに幅12フィートの通路を2本設置する構造とされていた。活荷重についても、当時運行されていた機関車ではクーパーE30で充分であったが、クーパーE60を想定しさらに3割の余裕を見込んでいた。橋への取付は、本州側では一ノ宮駅の南700フィートの地点で分岐して10パーミル勾配で全長2.5マイルとなり、九州側では大里駅で分岐して10パーミル勾配で全長5マイルと見込んでいた。総工費は2,142万6,118円と見積もられた。

これに対して岡野がまとめたトンネル案は、大瀬戸を通過するものであった。これは早鞆の瀬戸では水深が15尋あるのに対して大瀬戸では8尋であり、大瀬戸の方が水底トンネル掘削が容易であるという理由であった。路線は甲案と乙案の2案が選定され、いずれも下関駅の手前の山陽本線328マイル7チェーン地点で分岐して彦島に、また彦島南端の田ノ首から南に対岸の新町に渡り、鹿児島本線の5マイル76チェーン地点で合流して小倉駅に至る。甲案は乙案より水深が1尋増加する不利があったが、九州側の線路の取付が有利であり、どちらでも大きな優劣はないとした。このほかに金の弦岬から赤坂に向かう案も検討したが、水深が浅いという利点はあるもののトンネルの水底延長が長くなり、しかも九州側での線路の取付に不利であるとされた。複線トンネルにした場合、単線トンネルに比べて線路の位置がより低い場所になり、水面下より深い場所を通らなくてはならなくなり、掘削量も増大することから、単線トンネルを前提とした。総工費は田辺により、単線で約668万6,000円、複線にすると約1,300万円と見積もられた。

このほかに、到着した列車をまるごと船に積み込んで対岸に渡す渡船案を竹崎と門司駅の間、竹崎と大里駅の間、長府串崎と大久保の間の3航路で検討したが、もともと関門海峡は通航する船舶が多く、しかも潮流が激しいところを縫って頻繁にこうした船舶を往復させることは困難であるとした。また橋を架けてその下に客貨車を運搬する搬器を吊り下げて運行する運搬橋を建設する案も検討され、線路を高い位置に持っていかなくて済む利点はあるものの、両岸の山が高くなっている関門海峡では固定された橋の建設がしやすいこと、固定橋では連続的に運行できるのに対して運搬橋では断続的な運行しかできないこと、船舶の運航と支障することに変わりがないこと、そして固定橋と建設費に大差ないと見込まれたことなどから不適切であるとされた。

こうして比較した結果、トンネルの方が橋梁よりも建設費が安く、そのうえ爆撃を受けると重要な交通路が途絶するという国防上の問題点を抱えずに済むことから、国鉄ではトンネル案を採用する方針を決定した。1919年度から10か年継続で総額1,816万円の予算を計上し、第41回帝国議会での協賛を受けた。そして1919年6月から9月にかけて鉄道院技師の平井喜久松が連絡線路の実測調査を行い、また同年7月から10月まで、および1920年7月から10月までの2回にわたり関門海峡大瀬戸の海底地質調査を実施した。ところが、第一次世界大戦後の物価高騰により当初の予算ではトンネルの完成を見込めなくなり、加えて1923年の関東大震災に伴ってその復旧に資金を割かれることになったことから、1924年の第50回帝国議会において大正17年度以降に新規着手する事業は後年別途予算協賛を得る方針となり、関門トンネル予算はいったん削除されてこの時点では建設が見送られることになった。

しかし、関門海峡連絡の問題は放置することができず、1925年には鉄道省が再び関門海峡連絡問題の検討を開始し、技師大井上前雄に命じて調査を行わせた。この際には、シールド工法だけではなく沈埋工法も検討対象とした。この結果、再びトンネル案が最良であると結論づけられ、その工法について大井上は、トンネルの強度が大きいこと、圧気中での作業含水軟弱層のように湧水のある地盤にトンネルを掘削する場合、切羽efn2の必要がないこと、より浅い場所にトンネルを通すことができて列車の昇降に伴う損失が少ないこと、建設作業が海峡を通航する船舶に対して与える支障は十分軽微であるとして、沈埋工法が適切であると主張した。これを受けて1926年12月17日、省議内閣の各省の会議。またはその議決事項。また、1954年に強制排流器が設置された。これは外部直流電源をレールと接地点の間につなぎ、運転電流列車走行によってレールに流れる電流}}の漏洩分を相殺してレールの電位を負にするものである。

1950年6月25日に朝鮮戦争が勃発すると、九州北部の駅は朝鮮半島方面へのアメリカ軍やイギリス軍の部隊の出動や補給の拠点となり、本州方面から北部九州への軍事輸送列車が多数関門トンネルを通過することになった。この際に、それまで関門トンネルには火薬類の通過制限が設定されていたが、アメリカ軍は火薬類通過制限の無条件解除を6月28日に指令し、危険を冒して輸送が実施されることになった。

1.1. 西日本水害による水没事故
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1953年の梅雨は例年になく早く始まり、特に西日本では雨が多く6月末になると4日間で600ミリを超すような60年ぶりという大雨が降った。大雨は各地に被害をもたらし、のちに昭和28年西日本水害と記録されることになった。国鉄でも、680か所に及ぶ不通箇所が発生するなど大きな被害を受けた。

6月28日日曜日も雨が降り続いており、関門トンネルに備えつけられた排水ポンプは稼働を続けて、トンネルに侵入する雨水を排出し続けていた。11時頃、戸ノ上山の麓でがけ崩れが発生し、門司駅北側の大川を堰止めた。これによって溢れた水は、南側の田畑川から溢れた水と合流して、門司駅構内に流れ込み始めた。門司駅に設置された雨量計では、10時から12時までの間に155ミリという猛烈な雨を観測しており、この雨に川から溢れた水が加わり、門司駅からスロープ状の掘割になっている関門トンネルの門司方坑口へと流れ込み始めた。関門トンネルの掘割を囲う防水壁の第13号架線鉄柱付近にある切り欠きから架線をかすめるように濁水が噴出し始め、11時頃に巡回中の門司保線区員がこれを発見して通報した。当時、京都と博多を結ぶ特急「かもめ」は、26日以来の豪雨で鹿児島本線が不通となって、上り列車を運転できずに博多に編成が取り残されており、次いで27日の下り列車で下ってきた列車も門司打ち切りとなっていたが、この門司打ち切りとなった編成を28日に上り臨時第6列車「かもめ」として運転する予定としていた。しかし、11時2分に関門トンネルへの濁流の流入の通報を受けて、「かもめ」の発車は抑止された。

続いて、下関側に連絡して下り列車の抑止を行おうとしたが、約800名の乗客を乗せた岩国発佐世保行下り第327列車は10時57分にすでに発車したあとであった第327列車の下関発時刻は、当時の新聞では定刻から3分遅れの10時57分としている一方、1972年に国鉄九州総局が発行したリーフレットでは11時24分としている。しかし11時24分発では、トンネル通過中に濁流に遭遇してしまい、つじつまが合わないと指摘されている。。関門トンネルを抜けてきた第327列車の機関士は、門司方の出口で防水壁の切り欠きからの落水に気づき、また公安職員の停止の指示を受けて、11時8分ごろ、トンネル出口の約70メートル手前で列車を停車させた。保線区員が土嚢を積んで切り欠きを塞ごうと試みたが、思うように塞ぐことができず落水は止まらなかった。仮に落水の中をそのまま通り抜けた場合、水流によってパンタグラフと車体の間が短絡されるか碍子の絶縁破壊を起こして電気機材や車体が焼損するおそれがあり、あるいは架線の溶断や変電所の遮断器の動作により停電して、トンネル内からの脱出が不可能になるおそれがあった。電話で指令室の指示を仰いだところ、トンネル自体の浸水を懸念したことから強行突破の指示が出され、11時17分ごろに脱出を開始した。列車が停止した場所から落水場所までは数十メートル程度しかなく、また急な上り勾配の途中で列車の引き出しは容易ではなかったこともあり、機関士はいったんトンネル内に列車を退行させた。EF10形電気機関車は車両の前後に合計2台のパンタグラフを搭載しており、このうち前部のパンタグラフを下げて、後部のパンタグラフのみから集電した状態で列車を再発進させると、勢いをつけてトンネルから出てきて、落水箇所の直前で後部のパンタグラフも下げて落水箇所を惰性で通過し、通過直後に前部のパンタグラフを上げて門司駅へ向かい、11時24分ごろに無事に到着した。

この直後の11時30分ごろ、防水壁の上を越えて水が滝のようにトンネル内に流れ込み始めた。トンネル内各所に据えつけられた排水ポンプがフル稼働したが、11時45分ごろに上り線トンネル中央部のポンプが、11時50分ごろには門司方入口のポンプが使用不能となり、12時には下り線トンネル中央部のポンプ室の配電盤が浸水して爆発した。本線トンネルから溢れた水は試掘坑道に流れ込み、弟子待と小森江の試掘立坑底部に集まってきた。浸水により繰り返し遮断器が動作する中を変電所から排水ポンプへ強行送電が続けられていたが、ポンプ室は次々に機能を停止していき、13時5分にはポンプ室への送電が打ち切られた。ポンプ室に詰めていた職員は全員が脱出に成功した。排水機能を失った関門トンネルは急速に水没していき、上り線1,880メートル、下り線1,760メートルが水没して推定浸水量は約9万立方メートルに達した。16時すぎに浸水が止まった時点で確認したところ、トンネル全長の約3分の2が天井まで浸水しており、関門トンネルによる本州と九州の連絡は切断されてしまった。

関門間の輸送が途絶したため、下関駅と門司港駅を結んで運航されていた関門連絡船の豊山丸、長水丸、下関丸を使って旅客・小荷物・新聞類の代替輸送にあたるとともに、支援として大島航路から七浦丸を投入した。貨物輸送については国鉄所有の船舶のほかに、汽船や漁船、機帆船なども借り上げて代行輸送を行った。かつて下関と小森江の桟橋の間で貨車航送を行っていたが、下関の岸壁は関釜連絡船の岸壁延長のために埋め立てられており、小森江の可動橋も取り外して転用したため、急に再開できる状況ではなかった。しかし、国鉄がかつて運航していた関門丸は宇高連絡船での運用が終了したあと、民間会社に払い下げられて関門海峡でカーフェリーとして運用されており、結果的に貨車からトラックに積み替えた貨物の代行輸送に役に立つことになった。

トンネルに浸水するとすぐに、国鉄西部総支配人を長とする復旧対策本部が設置され、各地から応援の人員と機材を手配して排水復旧作業に取りかかった。まず単線での運転再開を1日も早く実現することにし、下り線を早期に開通させる方針で作業に取りかかった。試掘坑道に対しては立坑にシンキングポンプを各4台、上り線・下り線の各本線トンネルに対しては下関側は坑口から、門司側は小森江の立坑からパイプを伸ばして、水面付近にタービンポンプを各2台配置して排水を行った。小森江の試掘立坑に運び込んだ最初のポンプは7月1日から稼働し始め、以降各地からポンプが届けられ、幡生の鉄道工場と現地で整備して据えつけられ、稼働し始めて行った。1日約1,300立方メートルから1,700立方メートルに及ぶ湧水があったため、当初はトンネル内の水量を減少させるには至らなかったが、多数のポンプが順調に稼働し始めるとようやく減水していった。本線トンネルは20パーミル程度の勾配であり、1メートル水位が下がると水面は50メートルも後退することになるため、受電装置・ポンプ・サクションホース水や空気を吸い込むためのホース。

7月14日 - 下り線トンネルの運転を単線で再開。
7月17日 - 上り線トンネルの運転を再開、いったん上り線に切り替えて下り線を休止。
7月19日 - 複線に復旧。
1954年
3月 - 強制排流装置設置。
11月30日 - 試掘トンネルと下り線トンネルの連絡斜坑を再掘削。
1955年2月10日 - 小森江・弟子待ポンプ室改築。
1957年2月 - 門司変電所に2,000キロワットの水銀整流器を増設。
1958年3月9日 - 国道2号の関門トンネルが開通。
1961年
4月13日 - 交直電車の関門トンネル初試運転。
6月1日 - 山陽本線小郡以西と鹿児島本線門司港-久留米間電化開業、門司駅構内は暫定の交直接続を実施。
10月1日 - EF30形正式運用開始。
12月22日 - EF30形はパンタグラフを2台とも使用して運転に変更。
12月 - 下関・門司変電所無人化。
この年、下関変電所は水銀整流器2台をシリコン整流器に換装、門司変電所は交流饋電設備を設置。
1962年
2月19日 - 門司駅構内の下り貨物線に交直セクション新設。
2月26日 - 門司駅構内の上り線に交直セクション新設。
2月27日 - 門司駅構内の下り旅客線に交直セクション新設。
3月2日 - 門司駅構内の直流区間を交流化し、正規の位置での交直デッドセクションを運用開始。
1963年 - この年、トンネル内架線の引き留めを全トンネル1本から約500メートルごとの8本に変更。
1964年
10月1日 - 山陽本線全線電化完成、直流形特急電車の乗り入れを開始。
11月1日 - 関門航路廃止。
1965年10月1日 - 直流形特急電車に代わり交直流特急電車・急行電車使用開始。
1973年
7月19日 - 消火器・位置標避難誘導のためにトンネル内の位置を示した標識。}}整備。
11月14日 - 関門橋開通。
この年、EF81形の関門トンネルでの運用開始。
1974年
3月30日 - 待避路・連絡通路改築、弟子待沈殿槽トンネル内の湧水に含まれる汚物やごみを沈殿させて除去し、上澄みの水を放流するための設備。}}改築。
11月15日 - 上下線連絡通路改良。
1975年
3月10日 - 新関門トンネル開通。
3月30日 - トンネル沿線電話新設。
1976年
2月20日 - エレベーター取替。
3月30日 - トンネル内無線連絡新設。
1987年
3月29日 - EF30形のさよなら列車を運転、これ以降はEF81形に完全に置き換えられる。
4月1日 - 国鉄分割民営化により関門トンネルは九州旅客鉄道が承継。
1992年11月14日 - 関門トンネル開通50周年で「海底トンネルウォークツアー」を開催。
2005年10月1日 - ダイヤ改正により関門トンネルを通過する気動車列車全廃、九州側からの列車も下関止まりとなる。
2006年 - 土木学会選奨土木遺産に登録される。
2007年3月18日 - EH500形が関門間の貨物列車で運用開始、1,300トン貨物列車の運行開始。
2009年3月14日 -この日のダイヤ改正で寝台特急「富士」「はやぶさ」廃止、関門トンネルを通過する客車列車が全廃され、機関車による列車の牽引は貨物列車のみとなる。
2011年3月12日 - この日のダイヤ改正で臨時1往復を除く全列車がEH500形の牽引に変更、福岡貨物ターミナルまでの直通牽引を開始。
2012年3月17日 - この日のダイヤ改正で、EF81形牽引の臨時1往復の運用もなくなり、完全にEH500形に統一される。
2019年11月15日 - 関門トンネル開業77周年の喜寿77歳のお祝い。}}を祝して「関門トンネル開業77周年記念乗車券」をJR九州が門司駅、門司港駅で計2,000部を発売
2020年
3月27日 - 関門トンネル工事を顕彰・紹介するため、初の一般向け解説案内となる看板を門司駅5番・6番のりばホームに設置。
11月20日 - JR九州門司保線区が北九州市門司区梅ノ木町の自社建物内に「関門トンネル記念館」を開設。

2. 脚注
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2.1. 注釈
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2.2. 出典
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3. 参考文献
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3.1. 書籍
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3.2. 論文・雑誌記事
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4. 関連項目
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関門トンネル 
関門連絡船
水底トンネル
第3回大日本吹奏樂大会 関門トンネル開通記念

5. 外部リンク
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[1] 公式ウェブサイト
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[5] - 土木遺産の香第42回