関門トンネル (山陽本線)
これを受けて1926年(大正15年)12月17日、省議により関門トンネルへの着工が決定された。1927年(昭和2年)1月に下関市に工務局関門派出所を設置し、さらに調査を行った。この調査では、約80万円の予算を用いて地質調査、潮流調査、船舶航行状況の調査、測量、そしてトンネル工法の比較検討が行われた。しかし今度もまた、1927年(昭和2年)より発生した昭和金融恐慌の影響もあって工事に着手することができず、1930年(昭和5年)に関門派出所は廃止された。
ところが1931年(昭和6年)になると一転して関門間の貨車航送は激増するようになり、そう遠くない時期に行き詰ることは明らかとなってきた。関門間の鉄道連絡船は、旅客輸送にはまだ余裕があったが貨車航送は限界に近付いており、下関駅構内が狭くて敷地にゆとりがないため設備の増強余地もなかった。1929年(昭和4年)時点で設備と船舶を最大限活用した場合、1日168回の運航となり年間に片道143万トンの輸送が可能であるが、1934年(昭和9年)には限界に達するものと見積もっていた。そこで再び関門トンネル建設の声が上がり、鉄道省工務局は再度研究を開始した。
1935年(昭和10年)5月27日に、当時の鉄道大臣内田信也は現地で設計を詳細に検討したあと帰京し、6月7日の閣議において予算1,800万円、4か年の継続工事で昭和11年度に着工するとの承認を得た。
関門地区に配置されていたEF81形の車齢が30年を超えて代替時期を迎えたことに加えて、運転範囲が拡大しつつあった1,300トンの貨物列車の牽引にはEF81形の重連運転でも対応できないこともあり、EH500形が配置されることになった。まず2004年(平成16年)に一時的に関門トンネルを通じる列車のEH500形による牽引試験が実施された。2007年(平成19年)3月18日ダイヤ改正に際して、幡生操車場 - 北九州貨物ターミナル駅間の貨物輸送にEH500形6両が投入されて運用が開始され、1,300トンコンテナ貨物列車(26両編成)の乗り入れも開始された。2011年(平成23年)3月12日のダイヤ改正で、EF81形による運用が臨時1往復のみとなり、関門間の貨物列車の牽引がほぼEH500形に置き換わった。またこの際に1,300トン貨物列車が福岡貨物ターミナル駅まで乗り入れを開始し、EH500形が直通で福岡貨物ターミナル駅まで運転することも見られるようになった。翌2012年(平成24年)3月17日のダイヤ改正では、EF81形による臨時1往復の運転も無くなり、関門間の貨物列車は完全にEH500形が牽引するようになった。
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(吊り下げ式ポンプ)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(ディフューザポンプ)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・サクションホースを台車に載せて前進させ、後ろにパイプを順次つなぐ作業をしていった。
下り線の下関方陸上取付部は、入口から下関方立坑までの1405.14メートルで、普通の山岳トンネルと同様の施工を行った。地質は入口から約900メートルが玢岩および風化した輝緑凝灰岩、残りの約500メートルが硬質な輝緑凝灰岩であった。湧水はそれほど多くないと予想されたが、入口から下り勾配で建設するのは困難であると予想され、入口付近にはズリの捨て場として妥当な場所もなかった。一方で立坑から掘削すると海底部の工事と競合することになることから、結局509K580M付近に斜坑を建設してここから工事に着手することになった。海底部分はその性質から鉄道省の直轄施工であったが、できるだけ直轄施工は少なくする方針であったため、取付部は間組の請負工事とされた。ただし、立坑から509K880Mまでの約400メートルについては、海底区間の施工方法の試験などに用いるために直轄施工とすることになり、またそこから斜坑までは排水のために底設導坑のみ直轄施工とすることになった。
下関方取付部は、1938年(昭和13年)5月3日に着工した。まず、杉田斜坑を509K580M地点に、下り列車進行方向に対して右側から、本線に直角に建設した。勾配は2分の1で、幅4メートル×高さ3メートルの断面とし、松丸太の支保工を用いて掘削して1938年(昭和13年)10月に完成した。なお杉田斜坑は本線トンネル完成後に土砂で埋め戻した。
トンネルが開通した第二次世界大戦中は次第に輸送量が増加していたが、終戦後輸送量は急減し、その後、経済の推移に伴い緩やかな回復をしていった。高度経済成長期になると列車回数・通過トン数ともに急増し、1970年(昭和45年)度には最高の1日350回、年間通過トン数6,000万トンを記録した。1975年(昭和50年)3月に新幹線が開通すると減少に転じるが、1985年(昭和60年)度以降再び回復しており、1992年(平成4年)度時点では列車回数が1日317回、年間の通過トン数が3,910万トン、このうち2,350万トンを貨物列車が占めている。
工事は素掘りであり、ダイナマイトで発破をかけてズリを運び出して次第に下って行った。覆工は、途中3か所に足をつけてそこから上部へ施工していく方法で実施した。掘削量は2,250立方メートルで延べ人員6,030人を使用し、覆工量は650立方メートルで延べ人員3,040人を使用した。
門司方の立坑は、1936年(昭和11年)10月7日に着工したが、予想以上に地質が悪くて難航し、1937年(昭和12年)6月には近隣火災のために出張所の建物が類焼するという被害もあり、立坑すべての竣功は1938年(昭和13年)6月5日となった。施工の都合上、立坑の内径は上部で5.2メートル、下部で4.2メートルとし、当初は深さは43.5メートルの予定であったが、坑道縦断勾配の変更に伴い45.8メートルになった。当初、地表から8メートル付近まで素掘りを行い、以降井筒工法(オープンケーソン工法)に切り替える予定であったが、地質の悪化により地表から6.2メートルで素掘りを打ち切って井筒工法に切り替えた。井筒は内径5.2メートル、外径6.4メートルの鉄筋コンクリートで、1回に3メートルずつ沈下させた。しかし約300トンの荷重をかけて実施した8回目の沈降途中に井筒に亀裂が入り、深さ24.5メートルの位置で井筒工法は打ち切られた。以降は再び素掘りに切り替えて掘削し、1937年(昭和12年)9月30日に予定の45.8メートルまでの掘削を完了した。
吹き上げた土砂は高さ最大20メートルに及び、このために坑内の気圧は大幅に低下することになった。坑内は広い範囲で崩壊し、地上では地面が約2メートル沈下した。事故時は作業員の交代時刻にあたっており、掘削作業現場には誰もいなかったが、約10人がコンクリートの型枠内で次のコンクリート作業の準備を進めているところであった。事故後ただちに点呼を行ったところ、5名が不明であることが判明した。全従業員で救助坑を掘削して救助活動を行い、5名全員を事故から52時間後までに収容したが、5名とも殉職した。崩壊現場付近は下り線工事の際に潜函工法で立坑を建設した場所にあたり、これに伴い地盤が緩んでいたところにコンクリート混和場の立坑を掘ったため、トンネル内の圧気に耐えられずに地上へ噴出する事故を起こしたものとされた。
噴発事故の復旧のために、第一立坑と1号潜函の間が貫通していたのをいったん埋め戻して隔壁を設け、第一立坑側は排気を行うことにした。坑内を排気して大気圧に戻すことにより、地下水の浸透で崩壊土砂を落ち着かせようとした。そして崩壊箇所について中の空洞を埋め戻す注入作業を行い、また噴発の原因となったコンクリート混和場を埋め戻し、陥没した地面も土砂を盛って埋め戻した。
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。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。