関門トンネル (山陽本線)
1942年(昭和17年)に入ると、星野所長は土日も休みなく連日現場を監督して激励し、突貫工事が続けられた。4月17日に幡生操車場において竣功式が挙行され、ブラスバンドを先頭に職員がトンネル内の記念行進を行った。
1942年(昭和17年)6月11日、EF10形31号機の牽引する4両の無蓋車と1両の有蓋車で構成された編成が、13時38分に門司駅を出発し、初めての試運転列車として関門トンネルを通過した。つないでいたのは貨車であったが、工事関係者や報道陣を乗せていた。鉄道大臣との約束に応えて、ほぼ1か月予定を繰り上げての運転開始であった。正式開通前であるが、6月20日からは臨時扱いで貨物輸送も開始した。7月1日に正式に貨物専用で開通となり、山陽本線の終点がそれまでの下関駅から、関門トンネルを通った先の門司駅に延長となった。関門トンネルの開通により、それまで1日平均185運航で貨物約1万1,000トンを運んでいた関森航路の車両航送は、7月9日限りで廃止となり、使われていた第一・第二・第三・第四・第五関門丸は宇高航路の輸送力増強のために転属していった。
続いて旅客営業の開始の準備も進められ、10月11日に旅客開業を予定していた。しかし8月27日に台風が関門地方を襲い、乏しい資材をやりくりして建設した新しい下関駅のホーム上屋を吹き飛ばされてしまい、開業は延期となった。最終的に11月15日に全国的なダイヤ改正を実施して、関門トンネルでの旅客列車の運行が開始されることになった。10月11日、靖国神社参拝のために上京する九州地方の軍人遺族を乗せた旅客列車が特別に関門トンネルを通過した。
関門海峡の潮流は速く、海底に漂砂があるとは考えられなかったが、念のために西村深海研究所所有の西村式潜水艇を用いて海底の調査を実施した。西村式潜水艇は、下関市出身で当時は東京で水産業を営んでいた西村一松が開発したもので、全長10メートル弱、幅2メートル、21トンあり、魚類や水棲植物の観察を目的としたものであった。この潜水艇を借り受けて海底の調査を行うことにし、真鶴半島から17日かけて母船の第六松丸に曳航されて関門海峡へ到着した。潜水艇は、操縦士のほかには2人が乗れるだけの大きさで、3,000ワットの電灯で照らされる海中を小さなガラス窓から観察した。海流があるときは潜航できないため、調査は転流時の30分ほどに限られた。1937年(昭和12年)1月15日から2月2日までかけて潜水艇による海底調査を実施し、事前の予想通り漂砂はないことが判明した。
1987年(昭和62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(JR九州)が承継。
1992年(平成4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(平成17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(平成18年) - 土木学会選奨土木遺産に登録される。
2007年(平成19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(平成21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(平成23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(平成24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(令和元年)11月15日 - 関門トンネル開業77周年の喜寿を祝して「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(令和2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。
関門トンネルの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。海底部の延長は上下線とも1,140メートルある。また本線トンネルよりやや深い場所に、下関方と門司方の立坑の間を結ぶ全長1,322メートルの試掘坑道(通称豆トンネル)が存在し、トンネル完成後は作業用のトンネルとして使用されている。平均土被りは約11メートルあるが、建設時に粘土被覆を行った箇所では最小9.5メートルとなっている。
下関方の試掘立坑は彦島の東端の弟子待にあり、JR九州の保守作業用の出入口として使用されている。ただし、こちらの立坑にはエレベーターの設備がない。また下関方取付部の建設に際して杉田斜坑が建設されたが、完成後に埋め戻されている。
門司方の試掘立坑は、国道199号の脇に所在し、昇降機の櫓が設置されており、エレベーターの使える唯一の立坑として、関門トンネルの機能を維持するための重要な施設として使われ続けている。また鹿児島本線小森江駅東側の駐車場には、立坑にコンクリートで蓋をした構造物が2か所残されている。北側にある矩形の立坑にかまぼこ形の蓋がしてあるものが下り線トンネル用の門司方立坑で、ここから下り線の海底部を掘削したシールドマシンが搬入されて発進した。南側の丸い蓋がなされている立坑が上り線トンネル用の門司方第一立坑で、圧気工法の発進拠点として用いられた。上り線トンネル用の門司方第二立坑は、試掘立坑の近くに所在したが、撤去されて残存していない。
下関方の作業場所は、彦島の弟子待に建設された。1937年(昭和12年)1月6日に、現地の民家を借り受けて弟子待見張所(のちに弟子待出張所)が設置され、諸建物類の建設を行って8月下旬に竣功した。各種の倉庫、労務者の宿舎、機械類の修理工場、削岩機修理工場、木工所、コンクリート混和設備などが建設された。セメントやズリの運搬には川崎車輛製の蓄電池式機関車を4両使用し、軌間は坑内・坑外ともに610ミリメートルとした。現地付近の海底が浅く浚渫も困難であったことから、ズリを船舶で運び出すことは困難とされ、現地付近でズリを処分することになった。当初は出張所敷地内の建物用地の埋立造成にズリを利用し、それが完了すると出張所から約600メートル離れた水田を埋め立てる契約をして捨て場とした。
坑内で消費する圧縮空気を供給するために、空気圧縮機を設置した。
シールドを発進させる立坑は半径600メートルの曲線区間にあるが、シールド工法区間の断面が普通工法区間に比べてかなりの余裕があることを利用して、当初は練習のために約14メートルを直線で進行して、その後、本来の曲線に沿って掘削を進めることにした。シールド発進時は、立坑自体を圧気することにしたため、仮の蓋を設置した。
1939年(昭和14年)5月29日14時に初めてシールドマシンの推進を行い、47センチメートル前進した。翌30日に約11時間かけて環片の組み立てを実施した。6月7日から坑内への圧気が開始された。こうしてシールドが稼働し始めてまもなくの6月25日に、シールド工事の主任技師を務めていた斉藤眞平技師が立坑の梯子を登っているときに足を踏み外して立坑の底に転落し、病院に運ばれたものの当日中に亡くなった。シールド工事は、当初は環片組立に手間取り、1輪環分の掘削30.5立方メートルを1日3交代制のうち1交代半程度を要し、1日1輪環程度の進行に留まっていた。1939年(昭和14年)8月21日には、第58輪環を進行中に切羽の右側が崩落する事故を起こした。これは調査により、切羽を抑えるジャッキが緩んでいたことが判明した。
坑内の資材運搬・ズリ搬出用線路は当初単線であったため作業が円滑でなかったが、7月29日に複線化し、1日1.3輪環程度進行するようになった。8月下旬になると、シールド側に可搬ポイントを接続してシールドとともに前進するようにし、空いた隙間に1回の前進距離の75センチメートル単位で接続できる短尺レールを取りつけるようにしたことで、さらに作業が円滑になり、1日1.
下関方の海底区間は、断層があって複雑な地質であったが、潜水艇による調査で海底が岩盤であることがわかり、弾性波調査によって各部の硬軟の程度もわかっていたことから、セメント注入で湧水を防止しながら普通工法で掘削することにした。これに対して門司側の海底区間は、地質および被覆の関係上、シールド工法を採用することにした。
最初に建設した下り線トンネルにおいては、当初海岸付近に立坑を設けてそこからシールドマシンを発進させる計画であったが、試掘坑道においてその付近の地質が予想以上に悪いことがわかり、陸上部での練習を兼ねて鹿児島本線の東側にあたる、511K870M地点から発進させることにした。門司側の坑口付近は、土被りが浅く鹿児島本線に近接していることもあり、開削工法を採用することにした。
土被りが6メートルとなる地点からは潜函工法(ニューマチックケーソン工法)を採用した。しかしシールドマシンを発進させた立坑までの最後の約146メートルの区間は、地下に玉石などがあって潜函工法の採用は困難であり、議論の結果圧気工法が採用されることになった。これに対してのちに建設した上り線トンネルにおいては、先に建設した下り線トンネルにおいて圧気工法の採用に自信を得たため、圧気工法の採用区間が長くなり、シールド工法は海底区間のみに限定された。
下り線ではズリ積み機がなく、手作業でのズリ積み込み作業を楽にするため、シールドの中段にズリを貯めて下段に押し込んだトロッコに落とし込む作業を行っており、このためにシールド推進後環片組立作業中にもズリの積み込み作業を行わねばならず、作業が輻輳して時間を要していた。上り線では下段にズリを落としてズリ積み機で処理するようになったため、ズリ処理のために掘削を中止する必要はなくなり、環片組立作業中は全力で前方の掘削を行えるようになり、またズリ積み込み作業のために環片組立作業を中断する必要もなくなった。こうして効率的になった結果、1輪環がわずか3時間で進行したことさえあった。
7月12日にシールド推進作業を中断して第1隔壁の構築作業に取りかかった。7月28日に立坑内の排気を行った。排気後、立坑内の蓋を撤去し昇降機の設置を行い、シールド発進に用いた仮組環片の撤去を行った。9月1日にシールドの推進が再開された。それまで立坑のデリッククレーン1台に頼ってズリの搬出を行っていたため、1日2.5輪環の進行が限界であったが、坑内外の連絡設備が完成したことで、もっぱら進行は坑内の作業によって決まるようになった。何らかの機械の故障に何度も見舞われながらも、10月に入ると順調に進行するようになり、1日5輪環の進行を普通に出せるようになって、さらに成績が向上して行った。