熱海・伊豆山地区で起きた土石流〜東海道新幹線の地質調査、線路工事からわかること

熱海・伊豆山地区で起きた土石流〜東海道新幹線の地質調査、線路工事からわかること

新幹線と土石流が目と鼻の先に

 熱海市伊豆山地区で起きた土石流を受けて、この付近を走る東海道新幹線にも注目が集まった。この地区に1960年代初めに線路が建設された際に調査された地質の状況、そして実際に行われた工事の様子などについて、鉄道ジャーナリスト・梅原淳氏が資料を読み解き、お伝えする。

 静岡県熱海市の伊豆山(いずさん)地区で2021年7月3日に発生した土砂災害は、本稿を執筆している7月7日現在でもなお多数の方々の安否がわからない状態だ。安否不明者の皆様全員のご無事を祈りますとともに、今回の土砂災害で犠牲になられた皆様のご冥福を祈り、被害に遭われた皆様にお見舞い申し上げます。

 伊豆山地区はJR東海の東海道新幹線やJR東日本の東海道線・伊東線の列車が発着する熱海駅の北北東側約1kmに位置する。東南東側の相模湾から400mほど内陸に入り、ここから西北西側に向かって約800m、そして間口は約300mの範囲に開けた急斜面であり、住宅や商店などが建ち並ぶ。土砂は西北西側から東南東側に向かって土石流となって伊豆山地区に被害をもたらしたようだ。

 鉄道に目を向けると、伊豆山地区の東南東側にJR東海の東海道新幹線、そしてJR東日本の東海道線の線路が北北東から南南西に向けて並ぶように敷かれている。報道された映像や画像を見ると、道路を流れた土砂はまずは東海道新幹線、そして東海道線の線路をくぐっていったらしい。両路線とも土石流が発生したときには大雨に伴って列車の運行は見合わせとなっていたし、土砂の量が少なかったために線路への被害もほぼなかったようだ。現在は東海道新幹線、東海道線とも平常どおりの運行に戻っている。


■『東海道新幹線工事誌』によると


 今回伊豆山地区の鉄道について記した目的は、この地区に1960年代初めに建設された東海道新幹線の工事の記録を紹介するためだ。国鉄の静岡幹線工事局が編纂し、同じく国鉄の東京第二工事局が1965年に発行した『東海道新幹線工事誌』には、伊豆山地区周辺の線路の工事、特にトンネルの掘削工事について詳細に記されている。

 工事前に調査された地質の状況、そして実際に行われた工事の様子などを粛々と取り上げたい。伊豆山地区で救助作業や復旧作業を続けておられる皆様に少しでも参考になるようであれば幸いだ。

 東海道新幹線の線路は北北東側が東京駅寄り、南南西側が熱海駅寄りに敷かれた。東京駅方面からの列車が伊豆山地区に到達するのは長さ3.193kmの泉越(いずみごえ)トンネルをくぐっている最中で、150mほど進むとこのトンネルを出て明かり区間と呼ばれる地平を行く。直後に道路を越える架道橋(かどうきょう)を通る。先述のように土石流が通過したと考えられる場所だ。

 明かり区間は284mと、東海道新幹線を走る16両編成の車両の長さの400mよりも短く、すぐに次のトンネルへと入る。長さ606mの第一熱海トンネルだ。伊豆山地区はこのトンネルに入ったあたりまでの範囲ではある。だが、参考となると思うので第一熱海トンネルも紹介しよう。

 東海道新幹線の列車が第一熱海トンネルを抜けると目の前に熱海駅のホームの先端が現れる。この駅に停車する列車は16両編成の長さ分の400m進んで到着となる。

 なお、伊豆山地区の泉越トンネルから第一熱海トンネルを出た直後までの線路は、半径1900mと東海道新幹線としては急なカーブを北北東から南西に向けて曲がっていく。熱海駅を通過する列車はこの駅の新大阪駅寄りにある半径1500mとさらに急なカーブを西に向けて曲がるためにスピードが時速190kmに抑えられている。

 したがって、伊豆山地区を走る列車の速度も東海道新幹線の最高速度の時速285kmではもちろんなく、時速200kmをようやく越えるかどうかといったところだ。それだけに、列車の窓からこの地区の被災状況に気づいたという方も多いかもしれない。


■とにかく強固な岩盤


 泉越、第一熱海トンネルとも伊豆山地区ではカーブの途中に設けられているので、東海道新幹線建設時に設定された曲線区間用のトンネルが掘られている。どちらの山とも、トンネルの断面は幅9.53m、高さは8.33mで、上半分がアーチを描き、下半分がすぼむようになるいわゆる馬蹄形となっていて、内部に2本の線路が並べられた。山の重みを支えるコンクリートの厚さは、底部から高さ4.45mまでの下半分が70cm、ここから上のアーチ部分が50cmだ。

 ところで泉越トンネルには、どこから掘られたのか、そして断面の寸法は不明ながら、トンネルの入口を指す坑口のうち伊豆山地区側から321m入ったところまで横坑(おうこう)が掘られたという。

 横坑とは列車が通る本坑に先立って地質調査の実施や地下水を流すため、さらには本坑を掘る際に作業場所を増やすために掘るトンネルを指す。長いトンネルや難工事が予想されるトンネルの掘削工事をスムーズに進めるために開発された。泉越トンネルの横坑は意外にも戦前につくられている。実は戦前に新幹線計画、通称・弾丸列車計画があり、戦時中に工事が打ち切られる前に完成までこぎ着けたのだ。

 続いて地質を見ていこう。泉越トンネルの伊豆山地区の地層は伊豆山石英安山岩(いずさんせきえいあんざんがん)を中心に凝灰角礫岩(ぎょうかいかくれきがん)、凝灰岩(ぎょうかいがん)などから成る。石英安山岩は建築用石材でよく用いられる強固な岩石で、凝灰角礫岩や凝灰岩は火山から噴出したさまざまな物質が固められた岩石だ。

 今度は第一熱海トンネルの伊豆山地区の地層を見ていこう。こちらは稲村安山岩(いなむらあんざんがん)と凝灰角礫岩とが互い違いに地層を形成している。安山岩も硬く、やはり建築用石材に用いられるという。


■掘削工事は困難の連続


 国鉄によると、伊豆山地区の泉越トンネル、そして第一熱海トンネルとも上部半断面掘削工法(じょうぶはんだんめんくっさくこうほう)で掘削工事が行われたとある。地質の悪いところでは大断面のトンネルを一気に掘ると崩壊が起きたり、大量の湧き水に見舞われたりする恐れが大きい。そこで、トンネルの断面をいくつかに分ける工法が開発された。上部半断面掘削工法ではまずは上半分から掘り、コンクリートで固めた後、残りの下半分を掘っていく。

 とはいうものの、どちらのトンネルも正確には下半分のほぼ中央に底設導坑(ていせつどうこう)という小さなトンネルを先に掘り、続いて上部を掘る底設導坑先進上部半断面工法といってさらに地質の悪い山向けの工法が採用されている。

 底設導坑はやはり戦前に掘削されていて、泉越トンネルは伊豆山地区の坑口から260m分が1943年に、第一熱海トンネルは長さ606mのすべてが時期不明ながらすでに完成していたという。

 泉越トンネルは1960年1月1日に着工、同年1月12日に工事が一時中断され、同年6月6日に再着工、1963年5月15日に完成した。中断の理由は坑口付近での用地の買収に問題が生じたからだそうだが、坑口が東京駅側か、それとも伊豆山地区側かは国鉄の資料に記されていない。あえてぼかしているようにも感じられる。

 掘削工事は困難の連続であった。特に東京駅寄りの区間が顕著で、温泉作用を受けて変質した高熱の温泉余土(おんせんよど)という軟らかい地質の場所が予想の150mよりも長い535mに及んだ。そして、東京駅寄りの坑口から796m、伊豆山地区の坑口から2.397kmの地点から伊豆山地区に向けて30mの範囲で1960年12月16日、約250立方メートルと大量の土砂が噴出するという事故が起きている。


■ボーリング調査の結果が鍵を握るか


 泉越トンネルの地質は一部に温泉余土があることから悪く、工事中にわき出した地下水は毎秒1620リットルにも達したという。完成後は毎秒25リットルとこれでも多いようだが、この種の長いトンネルとしては少ないほうだと国鉄の記録には書かれている。

 一方、第一熱海トンネルは1960年4月1日に着工となり、1963年7月17日に完成した。トンネル建設場所のすぐ上まで家屋が階段状に建ち並んでいたので、掘削工事には一般的に用いられる火薬を使わないで臨まざるを得なかったそうだ。また、トンネル真上の家屋に影響を及ぼさないよう、上部を掘削した後にセメントを山の中に注入して万全を期したはずであった。

 ところが、伊豆山地区の入口から300mほど入り、トンネルの上から26mのところに建てられていた鉄筋コンクリート10階建ての八丁園ホテル(現存しない)をはじめ、計8軒の建物が大きく歪んでしまう。つまり、第一熱海トンネルを掘ったためにトンネル上の地盤が崩れたのだ。国鉄は8軒の建物の持ち主に合わせて2億3600万円、消費者物価指数(持家の帰属家賃を除く場合)に基づいて現代の貨幣価値に換算すると10億9243万円を建物補償費として支払ったという。

 第一熱海トンネルでも工事中にやはり大量の地下水がわき出した。完成後も毎秒0.8リットルの地下水が流れ出していて、伊豆山地区の上水道として供給されている。

 以上が伊豆山地区を中心とした東海道新幹線の工事の様子だ。硬軟ともに極端で掘削には困難を来した地質、そして家屋が密集する条件と、相当な苦労の結果、東海道新幹線が完成したことがうかがえる。なお、国鉄は高架橋上に設けられた東海道新幹線の熱海駅を建設する際に地表から20m下の地点までボーリング調査を実施した。結果は、約5m下までは有機物の混じったローム、約5mから約15mまではローム、約15mから20mまでは粘土の混じったロームであったという。

 ロームとは粘土を等量に含んだ土壌で、火山から噴出されたものが風化して生成されたもので、関東ローム層に代表されるとおり、比較的軟弱な地盤であると考えられる。伊豆山地区の地質が熱海駅と同じかどうかはわからないが、今回の土石流と何らかの関連性があるかもしれない。

 伊豆山地区で起きた土石流の原因が正確に突き止められるのはまだ先であろう。繰り返しとなるが、本稿が原因の究明に少しでも参考になるのであれば、これに勝る幸せはない。

梅原淳
1965(昭和40)年生まれ。三井銀行(現在の三井住友銀行)、月刊「鉄道ファン」編集部などを経て、2000(平成12)年に鉄道ジャーナリストとしての活動を開始する。著書に『新幹線を運行する技術』(SBクリエイティブ)ほか多数。新聞、テレビ、ラジオなどで鉄道に関する解説、コメントも行い、NHKラジオ第1の「子ども科学電話相談室」では鉄道部門の回答者を務める。

デイリー新潮取材班編集

2021年7月9日 掲載

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