三遠南信 池島トンネル

国道152号は青崩峠付近以外でも、急峻な南アルプスの尾根や天竜川に沿って敷設されているため、多くの区間で道路幅が狭く羊腸とした坂路が連続する。そのため、時に「国道ではなく酷道」と揶揄されることもある。そんな「酷道」を改善し、三河（愛知県東部）、遠州（静岡県西部）、南信州（長野県飯田地方）の交通ネットワークを形成する構想が、1983年に計画された「三遠南信自動車道」である。長野県飯田市（中央自動車道）から静岡県浜松市（新東名高速道路）の約100㎞を高規格幹線道路^※1で結ぶこの計画は、物流・地域住民の利便性向上に資するものとして期待された。

1983年、長野・静岡県境を越える「青崩道路」が計画され、後に三遠南信自動車道に組み込まれた。しかし、青崩峠の地質はあまりにも脆弱であることから、当時のトンネル掘削技術では青崩峠にトンネルを掘ることはできないと判断され、青崩峠ルートは回避された。これが「日本のトンネル技術の敗退」と言われた所以となっている。その後、三遠南信自動車道のルートは、青崩峠ルートよりやや東よりの兵越峠（ひょうごしとうげ）ルートに変更することになった。

1986年、静岡県浜松市天竜区水窪町から兵越峠に向かう長さ1.3㎞の草木トンネルの掘削が開始され、1992年竣工、1994年に高規格幹線道路として先行で供用を開始した。草木トンネルから先の長野県側への越境に向けて工事は継続する予定だったが、地質調査の結果、兵越峠の地盤も極めて脆弱であることが判明した。また、トンネルの延長が青崩峠ルートよりも長くなることなどから、草木トンネル以北の工事は凍結となり、草木トンネルの道路規格も高規格幹線道路から一般国道となった。

青崩道路の計画中止から20年あまりが経過した2008年、トンネル掘削技術の進歩から「今の技術をもってすれば、青崩峠にトンネルを掘ることはできる」と判断され、三遠南信自動車道の静岡・長野県境越えは再び、青崩峠ルートに切り換えられた。

その後、入念な地質調査や試験が行われ、青崩峠トンネル（仮称、以下同）本坑工事の着工はさらに10年が経過した2018年となった。全長4,998mの青崩峠トンネルは、長野県側（小嵐トンネルL=2,854m）と静岡県側（池島トンネルL=2,144m）から、それぞれ掘り進め最終的に一本のトンネルとなる計画であり、安藤ハザマは池島トンネルの施工を担当することになった。2012年から開始されていた調査坑掘削の結果、青崩峠トンネルの静岡県側（池島トンネル）は、地山等級^※2がD・Eの地層で構成されており、調査坑の実績からも難工事となることが予想された。

その難工事――日本のトンネル技術の敗退とまで言われた青崩峠――に、安藤ハザマが挑む。

池島トンネル作業所長に任命された小林雄二は、山岳トンネル工事のスペシャリストである。しかし、経験豊富な小林を以てしても過酷な工事となることが予想された。

小林の着任は2018年7月、2017年度に掘削が完了する予定だった調査坑の静岡側工区が、まだ掘削中だった。小林は語る。

「池島トンネルは中央構造線とわずか500m横を並行に掘り進めるものでしたから、断層破砕帯の複雑な地層が出現することが想定されていました。調査坑の地層データが完全に揃わない状態でのスタートでしたが、こういう場所は30mしか離れていない調査坑と本坑でも地層が大きく異なることもあるのです」（小林）

よって、あらゆるケースを想定して掘削を開始したが、池島トンネルは類を見ない難工事であることから、施工者である安藤ハザマ、工事を所管する国土交通省中部地方整備局飯田国道事務所、大学教授など学識経験者からなる施工検討委員会を設け、施工状況を確認・協議しながら進めて行くこととなった。

トンネル施工ではさまざまな課題が生じるが、特に困難なのが施工中に地山から大量の水が噴出する突発湧水という現象と、脆弱な地盤によって切羽（きりは、掘削の最先端面）が崩落する現象、そして地山の圧力によるトンネルの変形、の3つであると言われている。

突発湧水は断層破砕帯に多くみられる現象であることから池島トンネル工事でも懸念されたが、調査坑工事を先行施工させることで地中の水を抜くことができていたため、本坑工事では、大きな湧水は発生しなかった。

しかし、前述のように中央構造線の500m西側に位置する池島トンネルの地層は脆弱であり、さらに土被り（地表からトンネル頂部までの垂直距離）が最大で600mを超え初期地圧が大きいことから、切羽の崩落とトンネルの変形に終始悩まされることになる。

トンネル施工は、掘削→鋼製支保工の設置→コンクリートの吹付け→ロックボルト^※4の打設、を繰り返しながら進めて行く。支保工は1m間隔で施工されるため、池島トンネルではこの工程を2,100回以上繰り返すのである。地山は脆弱で崩落しやすいものの、岩片自体にはある程度の固さがあるため、発破が必要である。しかし、発破で掘削することにより、新たにできた空洞部分の壁面に土圧が一気にかかる。

「池島トンネルには1mあたり最大で3,000t以上の土圧がかかります。アフリカゾウの体重が5tだとすると、トンネル1mの上に象が600頭以上乗っていると思ってください。結構な重さだとわかっていただけると思います」（湯本）

トンネルの掘削により、10㎝以上の規模で数10m、場合によっては100m以上手前の部分までもトンネルが変形する。そうしたトンネル全体の変形にも十分な注意を払いつつ、掘削部には鋼製支保工を設置し、コンクリートを吹付けて固めていく。

土圧の大きい箇所では、支保工は標準品よりも高い強度を持つ高規格鋼製支保工を使用。吹付けコンクリートにも、標準的な吹付けコンクリート(設計基準強度18N／㎟)の2倍の強度をもつ高強度吹付けコンクリート(設計基準強度36N／㎟)を使用した。コンクリート吹付け後には、ロックボルトを打ち込む。池島トンネルでは、ロックボルトにも高耐力ロックボルトと呼ばれる通常の約1.6倍の耐力を持ったものが用いられた。

このように高規格な支保部材を使用していても、脆弱な地層ではロックボルトがねじ切れて破断し、トンネル内に弾け飛んだ。脆弱な地層に加え、土被りの増加に伴い、大きくなる土圧に抵抗するため、吹付けコンクリートの厚さを25㎝から35㎝、さらには、45㎝まで厚くしていった。しかし、土被りが400mを超える断層帯で、トンネルの変形が急激に大きくなり、ロックボルトが破断し、吹付けコンクリートにはひび割れが発生した。

安全性や施工性を考慮して、吹付けコンクリートの厚さは45㎝が限界と判断し、二重支保工に移行した。二重支保工は、この土被りの大きい区間に備え、施工検討委員会で1年間をかけて検討を重ねてきた工法であった。

「トンネルの外周に吹付けるコンクリートの厚さは、一般的には悪い地山でも15㎝くらいです。しかし、池島トンネルは通常の4倍の厚さ60㎝が必要でした」（湯本）

二重支保工とは文字通り支保工を二重に施工する工法である。まず設計上の断面より大きく掘削して外側の支保工を設置し、その後、断面の変形を注視しつつ、内側にもう一つの支保工を施工することで、必要な吹付けコンクリートの厚さを二層に分けて施工する。二重支保工は、日本国内のトンネルでも10例前後の施工例を数えるほどの極めて特殊なものである。トンネル工事の経験が豊富な安藤ハザマとしても、二重支保工の本格的な施工は初めてであった。

「問題は、二重支保工の施工方法、二重目の支保工を施工するタイミングでした。大きな土圧がかかる切羽の近くで、二重にすると、支保工に大きな土圧がかかってしまいます。土圧の増分が小さくなってくる切羽から離れた位置で二重にすると、支保工の負担は軽くなりますが、トンネルの変形が大きく出てしまいます。そこで、ここまで掘削してきた実績を振り返り、このトンネルの変形の仕方や土圧のかかり方などを分析しました。このトンネルの特徴や施工性、安全性などをよく考えたうえで、切羽から少し離れた位置で二重にするという方法をとりました。これが非常にうまくいきました」（湯本）

二重にする位置を切羽から少し離すことで、施工性や安全性を確保しつつ、支保工の負担を減らすことに成功した。この二重支保工に切り換えてからは、二重目の支保工にひび割れ等の変状が発生することなく順調に施工が進んだ。この二重支保工の施工方法こそが、このトンネル攻略の鍵となった。

超高強度吹付けコンクリート（設計基準強度54N／㎟）を国内トンネルで初めて使用した。これは一般的に用いられる標準的な吹付けコンクリート(設計基準強度18N／㎟)の3倍、高強度吹付けコンクリート(設計基準強度36N／㎟)の1.5倍の強度となる。コンクリートの強度を上げるためにはコンクリートの粘性を高くするために作業性が損なわれるが、今回新開発したものは、粘性は通常の吹付けコンクリートと同程度を維持し、さらにリバウンド率（吹き付けたコンクリートが固着せずに弾けたり流れ落ちたりする度合）も約16%という高い施工性を持っている。

最大の問題は、いつ脆弱な地層が出現し、トンネルにかかる土圧が増大するかの予測が難しいことであった。

安藤ハザマでは、AI画像認識技術を用いて切羽面の地質評価を行う「切羽地質情報取得システム」、発破時に発生する弾性波を解析して切羽前方の地質性状を予測する「TFT探査」などの最新技術を有している。

「通常のトンネルですと、こうした新技術を用いることによって地質の予測や切羽の評価の精度を高めることができます。しかし、ここまで複雑な地層では、最新の技術をもってしても予測や評価が困難だと思いました。職人の経験値というか、地山と対話しながら『そろそろ地質が悪くなりそうだ、山が押してきそうだ』という感覚を大切にしていました」（湯本）

土圧が大きくなるトンネル最奥部付近では、吹付け厚をさらに厚くする必要があり、最大1mの吹付け厚かつ三重支保工が必要であるとの試算もされていた。しかし、吹付け厚を厚くするためには、鋼製支保工の形状を変更しなければならなかった。

「何しろ鋼製支保工はオーダーメイドですから、発注してから納品まで2カ月かかります。脆弱な地層が出現し、掘れなくなってから鋼製支保工を発注しても、鋼製支保工の納品を待つ間、工事が止まってしまいます」（湯本）

コンクリートは、配合（水やセメント、砂利や砂などの量や比率）を変えるだけで強度をあげることができる。工事を止めないために、超高強度吹付けコンクリートについては、早い段階から試験を実施して準備を進めていた。トンネル最奥部付近に近づくにつれ、二重支保工でもトンネルの変形が大きくなった。トンネルの貫通点手前100mの位置には調査坑施工時にも困難を極めた断層帯が存在することから、吹付け厚を厚くせずにコンクリート強度を上げることで施工検討委員会の承認を得た。

「コロナ禍ということもあって、定例の会議も含めてWeb会議がほとんどだったのですが、特に急を要する会議の場合は助かりました。安藤ハザマからは事象の報告だけでなく、たとえば『土圧の大きい地層に当たったので、この箇所には変形抑制対策を実施する』など、具体的な対応策を提示しました。飯田国道事務所にも、緊急な場合には、すぐに対応して委員の先生方に相談する機会を作っていただきました。この工事の重要性・特殊性を工事に関わる全員が共有できていたからこそ、迅速に対応いただけたのだと思います」（小林）

厳しい環境の中でも工事を止めることなく、池島トンネルは1mずつ着実に掘り進められていった。

2023年5月26日、静岡県側から掘り進められてきた池島トンネルと長野県側からの小嵐トンネルを隔てる岩の壁に、大型重機の掘削によって小さな穴が空けられ、青崩峠トンネルは貫通した。

三遠南信自動車道全体として、道路や橋の建設、既存道路の改良は残されているものの、工事上の最難関箇所と言われた青崩峠トンネルの貫通によって、三遠南信自動車道は開通に向けて大きく前進したのである。

トンネル貫通までの4年間を小林が振り返った。

「ここで4年間過ごしましたが、まだ工事事務所ができる前に住居を提供してくださったり、町のイベントに誘っていただいたり、住民の方々にはずいぶん親しくしていただきました。皆さん口を揃えておっしゃるのが、『早くトンネルを通ってみたいね』ということです。三遠南信自動車道の開通は、中部都市圏を結ぶ交通ネットワークの充実という面でも大きな意義を持ちますが、私はそれ以上に地域に貢献する道路だと考えています。ここから浜松市内までは車で2時間かかりますし、道路もしばしば不通になります。長野県に抜けるのも市道を経由するので、非常に時間がかかります。大雨で道路が不通になると、完全に孤立してしまいます。高規格幹線道路が整備されることで、そうしたことも少なくなるでしょうし、病院への緊急搬送なども今より大きく改善するでしょう」

2023年5月30日、工事を所管する国土交通省飯田国道事務所は、青崩峠トンネル開通の瞬間を収めた動画をX（旧Twitter）で配信した。

投稿は約600万回以上閲覧されており、1日で「いいね」とリポストが1万件を超えるなど、投稿は大きな反響を呼んだ。そしてその中に、1件の引用リポストがある。それは、かつて地図上に「あまりの崩落の激しさに日本のトンネル技術が敗退」と記した地図編集部のものだった。

山岳トンネル工事で国内最難関クラスと言われた青崩峠トンネル掘削工事の完遂によって、安藤ハザマはあらためて「日本のトンネル掘削技術」の高さを証明した。そして三遠南信地域の交通インフラの整備、さらに地域のライフラインの向上という未来につながる道を作り上げたのである。