笹子トンネル (中央本線)
東京側で完成した電化区間から順次中央線電車の運転区間が延長され、最後まで残された浅川駅(現:高尾駅) - 甲府駅間でも1931年(昭和6年)4月1日、まず旅客列車の時刻をそのままに電気機関車牽引に切り替え、同年7月1日からは貨物列車も電気機関車牽引に切り替えられた。同年7月20日のダイヤ改正によって、飯田町駅 - 甲府駅間の所要時間は約4時間に短縮され、運行本数も従来は急行1往復、普通5往復であったのが急行1往復、普通8往復に増発された。これにより中央本線は開業から28年を経て、乗務員ならびに旅客が蒸気機関車の煤煙から解放されることになった。ただし、この当時の列車暖房は東海道本線の一部電化区間などで採用されていた電気暖房を除き、大半の路線では熱源となる蒸気を客車へ送って温める蒸気暖房を採用しており、電化された区間ではこの蒸気の供給源として石炭ボイラーを搭載した暖房車が連結され、引き続き煤煙を排出していた。その後、蒸気発生装置(SG)を電気機関車に搭載する方式が普及し、また電気暖房自体の普及もあって暖房車は1972年(昭和47年)までに全廃され、笹子トンネルを含む区間は国鉄で暖房車が最後まで使用されていた区間となった。笹子トンネルは、蒸気機関車が営業運転を行ったトンネルとしては日本で歴代最長である。
電化当初に配置された電気機関車は東海道本線および横須賀線から転属してきた中古機で、しかも初期故障が頻発し不評を買ったイングリッシュ・エレクトリック(デッカー)製のED50形・ED51形・ED52形などの歯数比を変更して低速強トルク特性の貨物列車牽引用に改造したED17形やED18形(初代)などであった。これらは元来、平坦線で軽荷重の旅客列車を牽引すべく設計された機関車であり、横須賀線の旅客列車が電車へ置き換えられた結果余剰となり、時期の重なった中央本線電化に合わせて転属してきたものであった。これらは中央本線においてもやはり故障が多く、保守には大変苦労させられたという。特に主電動機の故障が多く、さらに曲線通過を円滑にするための先台車を持たないこれらの形式は、急曲線区間の多い中央本線では車輪のフランジの摩耗も激しく、6か月検査を待たずに使用限度に達するなどの問題があった。また台車の軸箱支持機構が各軸ごとに独立した設計で、各車軸にかかる荷重を平均化させる釣り合い梁を持たないこれらの形式は急勾配での空転も多く、砂撒き装置が頻繁に使用された結果、運転の途中で砂を補充しなければならないほどだったという。
これらの問題については、先台車および各動軸間に釣り合い梁を備えた国産のED16形、同形式を6動軸に拡大したEF10形、その改良型で回生ブレーキを搭載したEF11形などの導入に加え、ED17形などの輸入機についても順次搭載機器を国産品に交換されたことで、状況が改善された。
第二次世界大戦後は、EF10形の出力向上型にあたるEF12形の設計を大幅に簡略化した戦時設計機のEF13形が配置されたのに続き、これと同じくEF12形の後継機種で、戦後の国鉄で直流電化区間用標準貨物形機関車として量産が進められたEF15形も配置され、長く使用された。
1950年代後半になると、アメリカからの最新技術導入などで軽量かつ強力な電動機が製作可能となり、また再粘着性能を向上させるための様々な新技術が開発・実用化されたことを背景として、輸送力増強のためにより高性能な機関車が求められるようになり、まず使用条件の厳しい中央本線系統へ新型機が配置されることになった。この計画に従い、ED60形とこれをベースに回生ブレーキ機能を付加したED61形の2形式が投入され、後者が中央本線貨物列車牽引の主力形式となった。このED61形は重連総括制御機能により2両単位で大重量の貨物列車牽引に充てられていたが、回生ブレーキを使用するこの形式の場合、2両のタイヤ厚の差が大きいと各車のモーターで発生する電圧に差が生じるため、制動力が安定しないという問題があった。さらに、戦後の技術革新で変電所にシリコン整流器が導入されるようになり、電力網への回生電力の送り戻しが事実上不可能となった結果、特に列車の運行間隔の長い区間・時間帯では発生電力を消費する相手が存在しないため架線電圧が上昇しすぎて回生ブレーキが全く機能しなくなる回生失効が頻発するようにもなった。これらの問題から中央本線貨物列車でのED61形の継続使用は断念され、回生ブレーキと異なり自機搭載の抵抗で発生電力を消費・放熱するため、使用条件によらず確実にブレーキ力が得られる発電ブレーキを搭載し、さらにより強力な6動軸で1両単位での運用を可能としたEF64形が1964年に開発され、1975年までにED61形を含むほとんどの在来形式を置き換えた。
前述のように笹子トンネルを含む中央東線では、狭小トンネルをそのまま電化している。こうしたトンネルを電化する際には、通常であれば路盤を削って線路の位置を下げるか、もしくは新しくトンネルを掘削して対応するが、中央本線においては工事費を節約するためにそのまま電化するという手法が採用されることになった。このため、こうした狭小断面トンネル区間ではパンタグラフの折り畳み高さが不足する問題が生じたため、車両側で対応することになった。対応するのは115系や165系などで800番台に分類される車両などで、屋根全体を低くするかあるいはパンタグラフ搭載部を低くして低屋根車としている。しかし、最小折り畳み高さを改良したPS23形パンタグラフの開発以降は、特に低屋根にすることなく対応できるようになっている。こうした低屋根でなくても狭小断面トンネルに対応できるパンタグラフの搭載車両では、車両形式の部分に◆マークが描かれている。
笹子トンネルは開通以来60年以上にわたり単線で列車の往来に供されてきたが、輸送需要の増加に伴い線路容量は限界に達していた。このため、国鉄では第2次5か年計画に基づき高尾駅 - 甲府駅間の複線化を決定し、最大の難工事である笹子峠についても1961年(昭和36年)から調査を開始し、1963年(昭和38年)12月に新笹子トンネルが着工された。起工式は1964年(昭和39年)1月20日に行われている。
新笹子トンネルは、既設の笹子トンネルに対し北東へ約25 m離れた位置に建設された。当初の総延長は全長4,665 mと計画されていたが、東京方の坑口での国道20号との交差の都合で5 m東京方にトンネルを延長したため、最終的な総延長は4,670 mとなった。工事は東京方を第1工区として大林組が、名古屋方を第2工区として間組が請け負った。当初は第1工区2,110 m、第2工区2,255 mを契約して中間に300 mの未契約区間を残し、進捗状況を見極めて契約する方針としていたが、結果的に進捗状況はほぼ同じであったためトンネルの頂点となる地点で工区を分けることになり、第1工区2,292 m、第2工区2,378 mとして施工された。坑口標高は東京方623.5 m、名古屋方623.1 mで、双方とも5パーミルの拝み勾配で頂点を635 mとしている。断面は単線1号形(側壁直)で、幅4.76 m、レール面上高さ5.1 mとなっている。なお、笹子トンネル建設の際に将来の複線化も考慮して、複数の箇所で工事に着手できるようにトンネル内から側方へマンホールを40 mおきに設置してあったが、列車本数の増大によりこうしたマンホールを生かした工事は実際には行われなかった。
第1工区では、当時本来は貨物扱いをしていなかった笹子駅を臨時にセメントのみの異例扱いとして搬入し、既設線、国道20号、笹子川に挟まれた新トンネル坑口付近の狭隘な場所にセメントプラント、充電場、修理工場等を設置した。坑口から100 mほどの範囲は地質上の理由から、導坑を先に掘削してから後で全断面に切り広げる底設導坑先進上部半断面工法を採った。しかし、100 mほど先からは笹子峠の主な岩質である粘板岩に突き当たったため、全断面掘削を開始した。レッグジャンボーを用いて穿孔し、ダイナマイトで発破を行ってずりだしを行い、支保工を立てるというサイクルの繰り返しで工事が進められた。既設線との間隔の問題から装薬量は60 kg以下とする制約を受けた。既設トンネルがあるため湧水量は少ないと予想されていたが、実際には予想を上回る最大200 L/分の湧水があり、穿孔・装薬の作業に悩まされた。最大日進は14.0 m、月間最高進行は299 mを記録した。その後覆工コンクリートの施工を行い、国道20号と交差する部分については一時的に道路の付け替えを行って対応した。
第2工区では初鹿野駅(現:甲斐大和駅)の貨物扱いを利用して搬入を行い、国道から坑口までの標高差があったことから約250 mの工事用道路を仮設して取り付いた。第1工区同様に当初の50 mほどの区間を底設導坑先進上部半断面工法で工事した後は全断面工法とした。工事は順調に進められ、1965年(昭和40年)1月11日には日進16.1 mの掘削記録を達成している。1965年(昭和40年)3月18日に貫通した。
最終的に、掘削土砂の量は135,330立方メートル、覆工コンクリートは21,990立方メートル、総工費は約7億6000万円であった。工事期間中に死者はなく、笹子トンネルが着工から覆工巻き立て完了まで6年かけたのに対し新笹子トンネルは1年5か月で完了と、この間のトンネル工事技術の進歩を示した。1966年(昭和41年)12月12日に供用を開始し、既設の笹子トンネルが下り線、新笹子トンネルが上り線となった。
複線化工事と並行してトンネル周辺部の線形改良などが行われ、笹子駅のスイッチバックも25パーミル勾配の本線上に島式ホームを設置することで廃止された。
1896年(明治29年)12月9日 - 笹子トンネル建設開始。
1902年(明治35年)
7月6日 - 笹子トンネル貫通。
11月5日 - 笹子トンネル完成。
1903年(明治36年)2月1日 - 大月 - 初鹿野(現・甲斐大和)間開業時から供用開始。
1931年(昭和6年)
4月1日 - 笹子トンネルを含む区間が電化開業、旅客列車を電気機関車運転に切り替え。
7月1日 - 貨物列車も電気機関車運転に切り替え。
7月20日 - 電化に伴うダイヤ改正を実施、増発・スピードアップを実現。
1964年(昭和39年)1月20日 - 新笹子トンネル起工式。
1965年(昭和40年)3月18日 - 新笹子トンネル貫通。
1966年(昭和41年)12月12日 - 新笹子トンネル開通、従来の笹子トンネルは下り列車専用、新笹子トンネルは上り列車専用とする。
1987年(昭和62年)4月1日 - 国鉄分割民営化に伴い、東日本旅客鉄道(JR東日本)に継承。
2009年(平成21年)2月6日 - 笹子トンネルが経済産業省近代化産業遺産に認定される。
2011年(平成23年)4月 - 新笹子トンネルの携帯電話通信設備が供用開始される。
2013年(平成25年)6月 - 笹子トンネルの携帯電話通信設備が供用開始される。
1911年(明治44年)に制作された『中央線鉄道唱歌』(作詞: 福山寿久、作曲: 福井直秋)でも、笹子峠とトンネルは次のように歌われた。
16.いで武士(もののふ)の初狩に 手向けし征箭(そや)のあとふりて 矢立の杉も神さびし 笹子の山の峠路や
17.横に貫くトンネルは 日本一の大工事 一万五千呎(フィート)余の 常夜の闇を作りたり