トンネルを掘るシールド工法
技術革新に役立った「生き物」とは?

 実は、世界初のシールドトンネルはちょうど200年前、1826年に着工されている。初の商用蒸気鉄道であるストックトン・アンド・ダーリントン鉄道が開業したのは1825年なので、同じくらい古い技術ということになる。

 シールド工法の特許を1818年に取得したのは、イギリスの技術者であるマーク・イザムバード・ブルネルだ。19世紀初頭、土木技術の発達を受けて河底トンネルの建設が試みられるが、軟弱な地盤に阻まれ、いずれも失敗していた。

 河底トンネルに挑んだ技術者のひとり、ブルネルは水中の木材を食べる「フナクイムシ」に着目した。ムシと付くが貝の仲間で、細長い体の先端にある小さな貝殻で木材をかじって穴を空け、巣穴をつくる。穴を掘るのと同時に、体から分泌した石灰質で穴を補強することで、出入り自由な「トンネル」が作られる。

 シールド工法はこのフナクイムシと同様、硬い殻(シールド)で周囲の軟弱地盤を保持しながら前方に掘り進み、シールドが進んだ分だけ後部にトンネルを継ぎ足していく。ブルネルは1826年、ロンドン・テムズ川にて河底トンネルの建設に着手し、難工事を経て1843年に開通した。当初は歩行者用トンネルだったが、1865年に鉄道トンネルに転用され、現在もイースト・ロンドン線で使われている。

テムズトンネルの施工方法テムズトンネルの施工方法(パブリックドメイン)

 シールド工法は河底だけでなく、地中深くのトンネル建設にも進出した。1884年に認可されたロンドンのシティ・アンド・サウス・ロンドン線(現・地下鉄ノーザン線)は、地下約10~20メートルに円形のシールドトンネルを建設。この工事を指揮した技術者、ジェームズ・グレートヘッドが改良したシールド工法が、今の技術の基礎となった。

日本初は山陽本線「関門トンネル」
世界最先端のシールドトンネル大国へ

 日本初のシールドトンネル(海底トンネル)は1942年に開通した山陽本線「関門トンネル」だが、本格的な採用は1960年代以降のことである。しかし、日本はその後、世界最先端のシールドトンネル大国となっていく。