関門トンネル (山陽本線)
1942年(昭和17年)4月に第一斜坑側から着手し、約10メートル底設導坑を進めたあと、510K495M付近において頂設導坑に切り上げて前進した。同じく4月に第二斜坑からも第一斜坑へ向けて着手し、約70メートル、510K751M付近まで底設導坑を進め、以降頂設導坑に切り上がって前進した。12月5日に510K707M地点において湧水を見たため、急遽埋め戻して隔壁の構築を行った。この後、2か月半にわたりセメント注入を行ったあと再度前進し、安全に元の位置まで到達することができた。以降順調に掘削を進めたが、双方から掘削して貫通させると覆工のない区間が長くなって危険なため、第二斜坑側から掘削した導坑の510K656M付近において隔壁を設置して、内部にセメント注入を行い、以降は第一斜坑側からの貫通を待った。1943年(昭和18年)9月15日に隔壁を爆破して頂設導坑が貫通した。以降、切り広げと覆工を進め、1944年(昭和19年)3月までに完了した。
第二斜坑から門司方へは1942年(昭和17年)7月に着手した。地質は良好で、途中地質が悪化してセメント注入を行った区間もあったが、おおむね順調に掘削を進めた。門司方からシールド工法部が接近してきたため、圧気工法に備えて気閘を準備したが、シールド工法区間との距離が10メートル程度となったことから、掘削を中止して圧気をかけて待機し、1943年(昭和18年)12月31日に511K167Mにおいて発破を行って貫通した。以降順次切り広げと覆工を進め、1944年(昭和19年)4月までに完了した。
上り線トンネル下関方海底部は、1940年(昭和15年)12月1日に着工し、1944年(昭和19年)8月8日竣功となった。
下り線トンネルの門司方の立坑は、511K870M付近に建設した。この付近は軟弱な地盤であったことに加え、使用する設備がのちにシールド工法区間に利用できることから、潜函工法(ニューマチックケーソン工法)を採用した。潜函工法は、箱状の構造物(ケーソン)の下部に気密性を持った作業室を設け、ここに空気圧をかけて湧水を防ぎながら掘削し、ケーソンを所定の深さまで沈めていく工法である。深さは約24メートルあり、内部でシールドの発進をできるように考えて内部寸法を10メートル×9メートルの矩形とした。1938年(昭和13年)1月7日に着工し、同年12月6日に竣功した。
関門トンネルの建設は、基本的に鉄道省およびその後継省庁の直轄施工で行われ、下関側の取付トンネルおよび門司側の取付トンネルのうち開削工法を採用した区間についてのみ請負で実施した。工事実施のために1936年(昭和11年)7月15日に下関改良事務所が設置され、以降1939年(昭和14年)8月30日に下関工事事務所、1942年(昭和17年)11月1日に下関地方施設部と順次改称された。その傘下で、下関側からの工事を担当したのが弟子待出張所、門司側からの工事を担当したのが小森江出張所である。請負に付された下関側取付トンネルは間組、門司側取付トンネル開削工法区間は大林組がそれぞれ担当した。
またシールドの前面、下関方の底設導坑、および試掘坑道からボーリングを行ってセメント注入作業を行った。船舶事故による海底の損傷個所からの空気漏洩は激しく、海面が白く泡立ち、一時は関門トンネルが崩壊に瀕しているとの流言が飛ぶほどであった。この場所に新たな被覆を行うことにしたが、当初は漏洩する空気に妨害されて投入した土俵が踊って流されてしまい、効果を発揮しなかった。シールド前面の粘土貼り作業により漏気量が減ったため、ようやく投入作業が順調にいくようになり、所定の被覆作業を完了した。
1941年(昭和16年)2月24日から、第901輪環の作業が再開された。引き続き湧水と漏気は見られたが、セメントや薬液が回っていたため湧水が多くなっても崩壊することがなく、このため湧水の増加を許容する代わりに坑内気圧を下げて漏気量を減らすことができた。3月に入り再び岩盤の層が下部から現れ、3月18日には第935輪環において全断面が変成岩の中に入って、ようやく難関を突破することができた。シールド側は圧気をかけていたため、下関側との貫通に備えて下関側の底設導坑にも気閘を設置した。シールド切羽から底設導坑を先進させ、3月30日にボーリングにより下関側と貫通した。測量したところ、高さに差はなく、左右方向に約15センチメートルの差が生じていた。4月5日に第951輪環の推進を行い、下り線トンネルにおけるシールド工法が終了した。シールド推進完了後、シールドマシンの外側の部分は埋め殺しにしたが、内部の環片組立機やジャッキ類などは撤去を行った。
下り線トンネルの512K016M50から512K216Mまでの延長199.5メートルの区間は潜函工法(ニューマチックケーソン工法)で施工した。起点側は下り列車進行方向に対して右に半径600メートルの曲線を描いている区間で、終点側で直線となる。合計7基の潜函を沈降させて構成しており、もっとも起点側の1基のみが単線用の潜函、残りの6基は上り線用の空間を含む複線用の潜函である。複線用の潜函には下関側から第1号 - 第6号と番号が振られている。起点側では上下線の中心間隔は8.5メートルあるが、終点側に行くにつれて次第に逓減していき、中心間隔が5.4メートルになったところから上下線が平行となる。潜函の沈降は6号・2号・4号を先に行い、その後、1号・3号・5号の順で沈降させた。潜函同士の間隔は1メートルあり、当初はこの間に地表から矢板を打ち込んで素掘りをする予定であったが、圧気工法に自信を得ていたため、圧気工法を併用してこの間を掘り抜く工事を行った。潜函工法区間は、1939年(昭和14年)2月13日に着工し、1942年(昭和17年)5月15日に竣功となった。
関門海峡は本州(山口県下関市)と九州(福岡県北九州市)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(はやとも)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(→地理)。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(→建設に至る経緯)。
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(牽引する)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を増すために一部で25パーミル勾配が採用された(→建設計画)。
事前に潜水艇による調査やボーリング調査などを実施して地質を調べたうえで、まず地質の調査や周り込んで本線の掘削箇所を増やすことやセメントの注入による地盤改良を行うため、細い試掘坑道を建設することとなった。これは1937年(昭和12年)に着工し、1939年(昭和14年)4月19日に貫通、8月5日に完成した。
10月3日 - 大正9年の海底地質調査完了。
1924年(大正13年) - 第50回帝国議会において関門トンネル予算削除。
1926年(大正15年)12月17日 - 鉄道省の省議により、再度関門トンネル着工決定。
1927年(昭和2年) 1月 - 下関市に工務局関門派出所設置。 3月23日 - 田ノ首 - 新町線上での海底ボーリング地質調査開始。
1929年(昭和4年)7月20日 - 田ノ首-新町線上での海底ボーリング地質調査完了。
1930年(昭和5年) - 関門派出所廃止。
1935年(昭和10年) 5月27日 - 内田信也鉄道大臣による現地視察実施。 6月7日 - 閣議において1936年に着工し、4か年継続工事で予算1,800万円の承認を得る。 8月13日 - 弟子待 - 小森江線上での地質調査開始。 11月28日 - 弟子待 - 小森江線上での地質調査完了。
1936年(昭和11年) 7月15日 - 下関改良事務所設置、初代所長釘宮磐。 9月19日 - 門司側の現場において起工式挙行。 10月7日 - 門司方試掘立坑着工。 10月 - 海底部弾性波地質調査開始(12月まで)。
1937年(昭和12年) 1月6日 - 弟子待見張所開設、のちの弟子待出張所。 1月7日 - 下関方試掘立坑着工。 1月15日 - 潜水艇調査開始。 2月2日 - 潜水艇調査完了。 6月 - 小森江出張所が近隣火災により類焼の被害を受ける。 7月 - 下関方試掘立坑掘削完了。 9月30日 - 門司方試掘立坑掘削完了。 11月5日 - 下関方試掘立坑完成。 11月18日 - 下関方から試掘坑道の水平掘削開始。 11月 - 下り線トンネル下関方立坑エレベーター設備準備開始。