六甲トンネル
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鶴甲工区は、新大阪起点25K100Mから27K600Mまでの延長2,500メートルを掘削する工区である。熊谷組が施工を担当した。地質は大部分で淡紅色の本御影と呼ばれる六甲花崗岩であったが、ひん岩やアプライトの岩脈を挟み、多くの断層の活動により岩の強度が軟弱化していた。六甲山地でも代表的な五助橋断層、大月断層やその副断層である渦ヶ森断層、土橋断層、寒天橋断層などが集中する工区であった。トンネルに取り付く斜坑の坑口は、石屋川流域で鶴甲団地の東側に設けられ、砂防指定地内作業許可を得て川の両岸に重力式擁壁を最大高さ8メートルにわたって建設し、それによって得られた土地に郊外設備を設置した。団地の建設に備えて防音対策に留意した設計とした。斜坑は延長447メートル、3.9分の1勾配で本坑とは62度で交差し、交点のキロ程は27K100M地点である。
1967年（昭和42年）3月3日に着工した。六甲トンネル各工区でもトップを切って、1967年（昭和42年）8月10日に斜坑掘削を開始した。当初は湧水もほとんどなく順調に掘削を進められたが、坑口から60メートルを過ぎるころから湧水が増え、地質も軽い打撃で簡単に砂のように崩れてしまうようになり、掘削がはかどらなくなった。ボーリングを実施して事前に水を抜いて水位の低下を図り、なんとか掘削作業を継続した。1968年（昭和43年）1月26日に坑口から275メートル付近の切羽から水の噴出が起こり、1分間に4トンの突発的な大出水で坑道が浸水した。これは大月断層に伴う高圧のかかった帯水層があり、そこに切羽が接近して崩壊したものであった。
こうした破砕帯であっても水がなければ掘削は容易であるため、地下水を絞り出す対策を取ることになった。まず斜坑の両側に地質調査坑を掘削して、そちらからも水抜きを図った。地質調査坑は、斜坑と同じ勾配で下れば効率が良いが、突発的出水の際に危険となることから、水平に掘削して斜坑と位置が離れてくると再び斜坑から新しい地質調査坑を分岐させる方法を取った。またボーリングを実施してそこから水を抜く、水抜きボーリングも実施した。しかし粘性土のある場所ではボーリング穴の直近の地下水しか絞り出すことができず、また穴を開けて時間が経つと穴が閉塞して水が出なくなる傾向にあった。そしてこのボーリング穴から薬液の注入も実施して、止水と地盤強化を図った。
3月10日から崩壊区間の再掘削を開始したが、272.6メートル付近まで到達した3月28日に再び1分間に3トンの出水が起きた。そこで再度の薬液注入を行うとともにもう1本の地質調査坑を掘削して水抜きを行い、4月21日から斜坑を再掘削して今度は湧水が見られず、5月8日に290メートルまで到達して破砕帯を突破した。
その後も斜坑では湧水と土砂の流出に苦しめられながら掘削し、特に状態が悪い場所では全断面掘削を止めて頂設導坑を先進させるようにした。7月23日になり、斜坑末端の水平区間に入ったが、再び湧水が増大して地質調査坑の掘削を行った。着工から13か月を要して9月5日にようやく本坑に到達した。
本坑到達後、坑底設備を建設し、1968年（昭和43年）9月18日に新大阪方面へ本坑の導坑を掘削開始した。以降、斜坑掘削での遅れを取り戻すべく、鋭意掘削を進めていった。この工区は大きな断層が集中しており、工区延長の大半で破砕帯の中を掘削することになった。そのため側壁導坑方式の掘削工法を採用し、川側と山側の側壁導坑をそれぞれ掘進した。斜坑交点から400メートルほど掘進したところで大月断層に入った。
山側側壁導坑は26K700Mまで掘削した1969年（昭和44年）2月18日に、川側側壁導坑は26K730Mまで掘削した同年2月27日に湧水や支保工の変状といった状況となり、ボーリングで帯水状況を調査するとともに、両側に地質調査坑の掘削を開始した。こうした地質調査坑も各所で湧水、土砂の流出に見舞われ、地質調査坑からさらに別の地質調査坑を分岐させて、熊手状のトンネルで本坑の両側から断層に取り付き、多数の先進ボーリングを行って水抜きを図った。また本坑では薬液注入を実施し、水抜きの効果と相まって掘削を再開したが、薬液注入範囲を過ぎると再び土砂の流出に見舞われた。
大月断層の破砕帯は26K550M付近までで、それを過ぎると寒天橋断層破砕帯に突入した。引き続き水を抜くことが基本的な対策で、水抜き用の迂回坑・地質調査坑の掘削と水抜きボーリングを実施した。工期が逼迫していることから、それまで2交代だった作業を変則4交代制にしてひたすら掘削に邁進することになった。山側側壁導坑の26K498Mより南側に分岐させた川側迂回坑では、引き続き多数の分岐迂回坑を建設して水抜きを図り、分岐してから350メートルほどで地質が変化したことから、寒天橋断層から次の五助橋断層に入ったと判断された。1970年（昭和45年）6月6日、湧水量は多いものの硬い花崗岩の岩質に変化したことから、断層破砕帯を突破したと判断された。水抜きの役割を果たしたと判断して本坑に戻る方向に掘削し、6月28日に本坑25K580M付近の川側側壁導坑の位置に復帰して本坑の掘削を推進した。
山側の迂回坑も同様に掘削を進め、何度も土砂の流出を繰り返しながら、迂回坑の分岐や水抜きボーリングを実施して掘削を推進した。山側でも330メートルほどの地点で地質が変化し、五助橋断層に入ったと判断された。530メートル付近で花崗岩に入って安定した地質になったため本坑方面へ掘削し、1970年（昭和45年）6月16日に25K600M付近で本坑の山側側壁導坑の位置に復帰した。
本坑は9月19日に26K476M地点から再掘進を開始した。水抜きボーリングを実施し、たびたび流出土砂に苦しめられながらの工事であった。また施工済みの区間で支保工の変状が発生することがあり、縫い返し（再掘削）を実施して覆工のコンクリートを施工しなければならなかった。覆工のある区間でも土圧で押し出されてくる箇所があり、十分な壁の厚さを確保できる場合は削って所定の断面に手直しを行った。1970年（昭和45年）10月2日、25K100M地点において芦屋工区と導坑が貫通し、これにより六甲トンネル全区間の導坑が貫通した。貫通式においては、日本国有鉄道総裁、兵庫県知事、神戸市長、西宮市長、施工会社の社長などが招かれ、国鉄総裁によるスイッチ操作で貫通発破が行われた。以降、複数の作業箇所で導坑を本坑断面に切り広げ、覆工を打設する作業を進め、1971年（昭和46年）6月上旬にアーチコンクリートの打設まで完成した。
斜坑からコンクリートを搬入することを想定していたが、工期が遅れており、導坑から本坑断面への切り広げ工事の場所が増え、コンクリートの打設も同時並行で行われることになり、コンクリート供給が追い付かないことになった。そこで鶴甲工区においてもコンクリート立坑が設けられた。建設省の六甲砂防工事事務所が西谷川上流に砂防ダムを建設するために設けた工事用道路を利用し、本坑25K590M地点の下り列車に対して左側25メートルの位置へボーリングにより直径178ミリメートル深さ157メートルの立坑を掘削して6インチパイプを通し、ここから生コンクリートを投入した。
岡山方は500メートルを掘削して大きな問題となることはなく、1969年（昭和44年）10月21日に摩耶工区との間で導坑が貫通し、1971年（昭和46年）3月にすべての工事が完了した。
鶴甲工区では、ボーリング約14,100メートル、迂回坑約3,000メートルを掘削して断層を突破した。その際に計85回に及ぶ土砂の流出が発生した。1回の土砂流出量が40立方メートルを超えるような場所では強行突破はほぼ不可能であり、そのたびに場所を変更して掘り直しとなった。またこの規模の土砂流出1回につき1か月から2か月の工事休止は余儀なくされた。仮に迂回坑を掘削せずに本坑の導坑のみを掘削した場合、途中で少なくとも8回の大規模流出を起こして工事が止まったと推定され、迂回坑掘削の場合に比べて7か月は工事が遅れたと見込まれた。
1971年（昭和46年）7月31日に鶴甲工区は竣工した。工区の工費は37億4300万円であった。