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ニュース解説:水島のトンネル事故   (2012年2月)

JA5CLB 河野繁美

2月に入って、岡山県倉敷市水島の工業地帯で、トンネルの水没事故が起き、
最初5人が行方不明となった。

(行方不明の方の一日も早い救出と、亡くなられた方のご冥福を、お祈りします。)

この工業地帯の埋め立て地と、海岸との間を連絡する為に海底トンネルを掘っていた様だ。

この現場には、我が社が製品を良く納入する対象となる機械類も、
複数種類使われている様に報道されているし、この機会に 色んな事を絡めて、
詳しく、述べて見ましょう。

 

まず、工事の概要です。

トンネルで繋ぎたい海面の両岸に、縦穴を掘ります。

この深さ深さは、海底を横向きに通って行くトンネルの位置とほぼ同じ深さまで必要です。

そこで、この縦穴が掘り終えたら、その底から水平に、
もう一方の縦穴方向へ向かって横穴を掘って行くのです。

この横穴を掘る時に、我が社の無線操縦装置が複数種類の機械に装備されて活躍します。

まず、トンネル自体を、横向きに掘って行く機械(シールドマシーンと呼ぶ機械ですが、
ニュースの中でも、この言葉が何度も登場していました)

まず、現代ではトンネル掘りに欠かせない、この機械から説明して行きましょう。

シールドマシーン

筆者世代は、地中をすすむモグラマシーンといえば、
先端の尖ったソフトクリームの様な機械で地底へ行く事を想像してしまいます。

それはテレビ放送が始まった頃に、英国の有名な人形劇動画
【サンダーバード】というのが連続放映されて、その中に登場する、
国際救助隊のサンダーバード3号か4号が、
そういう形の地中モグラ・マシーンだったからです。

無論、この形状にも、原型モデルという物が有ったのでしょう。

同じ様な形状の物は、他の小説の挿絵や、漫画でも、以前に見た事が有りました。

しかも、何度もです。

ところが、現代に実用化されたトンネル掘り機は、こういう形じゃあ無いのです。

先端は尖って無くて、平坦!

えっ!平坦な方向へ掘り進むの? それが、そうなんです。

この機械を見た事もない人の為に、身近な物でイメージを説明しましょう。

 

【イメージ1…かき氷機】

皆さん夏にかき氷を食べますね!

筆者が子供の頃は、近所の、うどん屋さんへ行って食べるか?
家へ出前して貰うしか在りませんでした。

・・・この頃は家庭用のかき氷機が在りまして、電動式でさえ、結構安く買えます。

???何それ!

そうなんです。この機械と同じ原理で、しかも同じ構造!

・・・そっそんな???

・・・本当です。

そこで、この家庭用かき氷機の構造を文字にして先に説明します。

その方が、シールドマシーンは解り易い事、間違いなし!

カンナ→かき氷機→シールドマシン

 

家庭用かき氷機は、業務用と違って、
樹脂製のコップの様な物の底に細長い穴が
付いていまして、その穴の長編片側に、
氷を削る刃が付いています。

この刃は、大工職人が
角材や板の表面を削る
工具のカンナとそっくりです。

そして、この手の刃は、
家庭用氷かき機でなく、
昔、うどん屋さんや食堂など、
本職の店にしか無かった
大きな氷で作る機械にも
共通の構造なのです。

なのに、家庭用の話を
持ち出した事は何故か?

それは、家庭用がコップの様な
形状をしたボディーを持っている事に
理由が有ります。

コップの様な形状・・・

そう!シールドマシーンっと言うのは、
ああいう形状なのです。

コップの直径と同じ断面積(直径)の
トンネルを掘り進む機械なのです。

 

さて、ここで、家庭用氷かき器に、目を戻すと、
コレは、コップ形状のボディーの底面に空いた細長い穴と、
その長辺に付いた刃・・・が特徴なのですが、このコップ形状のボディー内へ、
氷の固まりを入れて、上から底面に向けて押さえ付けながら回します。

すると、刃に当たって氷が削れ同時に刃の付いた細長い穴から、
底面の外に出てきます。

コレを、皿に受け取って、蜜を掛けて食べるのですが、
一方のトンネル掘り機に事を、当てはめてみますと、
コップ形状の底面に有るという細長い穴と刃は同じ物の、底面の裏表が逆です!

氷かき器だと、コップの中の氷を削るのに対し、
もし、コレの刃が、トンネル掘り機の如く、コップ底面で外向きだったならば、
机に直接コップ形状面を置く事は無く、
その下に、氷の受け皿を置くのが普通の状態の氷かき器ですが、
もし、直接、コップ状ボディー本体を卓上に置くと?・・・
氷じゃなく、机の表面を削って行く事になる・・・汗・・・・

そうだ!それで良いのだ!

この氷かき器のボディー部:コップ状部分が無くて、刃だけだったら・・・・
電柱工事の時の穴掘り機と同じです。

モット身近では農業?いや園芸用に垂直穴を掘る道具と同じでしょう。

このコップ無しなら、コップの底板だけの状態って言うのは、
先出の材木の表面を削るカンナと同じ原理です。

・・・氷かき器のコップ状ボディー本体が90度・横向きになって、
地面(山中)を横へ進むのがトンネル掘り機(シールドマシーン)ソノモノの構造なのだ!

実際のシールドマシーンの刃の部分は、氷かき機とは違った形状の
強い刃も付いているし、長方形の溝穴と刃の数も多い、

それは、コップ1回転で削る量を多くする工夫に過ぎない。

基本は同じだ。

そして、氷かきと違い、削った土は、反対側にはき出された後、
トロッコ列車でトンネルの外まで運び出しやすい様に吐き出される。

ガラス皿に盛ったりしない・・笑・・・

 

【イメージ2…ジェット機のエンジン】

かき氷機では、小さいし身近すぎてピンと来なかったかもしれませんので、
もう一つイメージを挙げてみましょう。

ジェット旅客機の主翼にぶら下がったジェットエンジン・・・
あれをエンジンだけ取り外してみて考えてください。

主翼とエンジンを繋いでいる部分がありますね。

あの部分に穴を空ければ、ビールのジョッキを横向きに倒した様な・・・それです!

・・・ジョッキ取っ手に手を掛けて、砂山の砂を掬いに行く。そのイメージです。

しかも、ヒールジョッキや、取っ手付きのコップと違って、
ジェットエンジンの場合には、本体である筒(コップ)の中にタービン羽根が付いている。

この羽根は、ジェットエンジンとしての場合には、前からの空気を吸い込んで
燃料ガスと混ぜて後ろに吹き出そうという元に成るのだ! っが、
流石にトンネル掘り機の場合には、前から土砂を吸い込んでも
圧縮や点火は出来ないし、無用で、後ろに土砂を排出するだけで、
要求されるのは、前から取り込む土砂が硬い岩盤でも、
ガリガリと噛みついても取り込む事だ!

シールドマシン例

シールドマシン 例

・・・このために、ジェットエンジンのようなタービン翼が
付いているのでは無く、木工用の鉋(かんな)刃を工夫し、
セロテープカッターの様にジグザグ化させた物が
付いているし、数もプロペラ式の複数放射状に
並んでいる。

超大型機の写真を呈示するので御覧頂きたい。

写真の物は、直径が10mを超えるそうで、
無論、これで掘るトンネルの内径も、その寸法になります。

レールの上で、ジリジリと自分の掘った距離だけ
前進するのですが、蒸気機関車よりも遙かに大きな直径です。

そうしないと後で列車が走れるトンネルには成りませんから・・・

無論 自動車道トンネルも、下水道トンネルも、河川トンネルも、掘る物で、
本県の県都 徳島市には、市内の小河川を地下水路化した後の地上を公園化して、
記念に、その小型シールドマシーンを展示してあるようです。それは直径3mだそうです。

(筆者も、通りかかりに見かけた事は有りました。)

処で、何故【シールド】マシーンって言うのでしょう?

コレまで述べてきた様に、コップを横にしてそのコップの底外面を
土(岩)に当てて掘り進む・・・ると、掘れた断面は、
ほぼ円形でコップと同じなので掘ってる機械の場所だけなら、
掘り終えた後も、機械に対してトンネル内壁の土や岩が接していて、崩れる事は無い。

ドンドン先へ掘り進むにつれて、ずっと前に掘って、
トンネル掘り機から離れてしまった場所は空洞になってしまい、
そこには、崩れ込んで来る可能性が有る!

それなら、掘ってる場所の直ぐ後ろもズット、掘り機と同じ直径のコップみたいな金属の筒を
付けたまま伸ばして行けば良いでしょう。っと言うのが、それなのでしょう。

シールド、というのは、英語における盾の事、有る意味 鎧でも通じるのです。

我々電機業界では遮蔽といって、電波を遮ってしまう事
(通常は金属板で囲ってしまう)事なのです。

つまりトンネルの内壁を金属板で囲ってしまいながら掘って行く工法と、
その機械が、シールド工法と、シールドマシーンと言えそうです。

 

それほどに、崩れてきそうな処を、ワザワザ掘ってるのが、トンネル堀り機なもので、
アブナイ事この上ないのです。

そういう機械に乗って運転などしてたら幾ら命があっても足りない!

海底のトンネルでなく陸上のトンネルだって同じこと!

・・・っと言う訳で、一番危ない現場から人間を遠ざけようっと言うので
無線操縦化が図られるのです。

コレは、トンネルと事実上同じ炭坑や鉱山機械でも、同じ事情で注文が来る事も有ります。

金属板でなくたってシールドは出来る物で、コンクリート板も使えます。

そう言えば、事故現場の上空からの写真には、半円形をしたコンクリートらしい板が
沢山置かれていました。あれを次々と内壁に繰り出していたのかも知れません。

望遠鏡の共経鏡や、潜望鏡を伸ばす様に・・・
イヤ、後に述べる、壁面コンクリート仕上げのプレハブ化品である、
【セグメント】だったようです。そのセグメントの時に掲示します写真とソックリです。

 

しかし、未だ他に、崩れて来ない様に封(シール)をする(シールド)方法は有ります。

一つは、圧搾空気をトンネル内に送り、空気圧を上げて、内側へ吹き出されない様にする方法。

まだ一つには、掘っている場所付近を中心に冷やして凍らせてしまって、
アイスキャンデーみたいにしてしまい、崩れ融けて来ない様ににする方法・・・・
どちらも、漫画みたいに破天荒に思えますが、
業界ではシッカリと確立されてお役所流に御堅い名前も付いている方法です!

 

ここで、先の話の中に出ました物を2題、触れておきましょう。

 

トンネルを掘った土を、掘り機の後へ巧く吐き出す話が先に有りましたね。

巧く、吐き出す・・・ってのは
「地上へ運び出す為のトロッコ列車に積み込みしやすい様に、巧く」吐き出すのです。

つまり、既に出来上がった(掘り終えて壁面も固まって、崩れるおそれがないはずの、
後方のトンネル)内にレールを敷いて、走ってきたトロッコの荷台へ掘った泥を
順次乗せて行くのです。

このトロッコというのは、長い列で、1台の電気機関車によって牽引されていますから、
トロッコ2両が満載され終わる毎に、機関車が一寸移動牽引しては、場所替えをします。

しかし機関車は遠くの方にいて、トロッコの場所が見えませんから
機関車の運転が非常に難しいって言うので、無線操縦が好まれます。

商売商売!

 

もう一つ、シールドという意味の説明中、
内壁が崩れてこない様に【金属板ではなく、コンクリートらしい材質の半円形の物】を
あげましたが、ニュース映像に大きく映っていたのは、トンネルの半径を覆う程の物でした。

それで、シールドという事の方を思いついたのでしたが、
コレですと、どちらかというと、覆いとしてのドーム的な物です。

それに対して、今時のトンネル工事掘りの主流となっている物に、
同じコンクリート二次製品で、モット小さいコンクリート製品が有りますので、
説明しておきましょう。

セグメントを運ぶ台車

セグメントを運ぶ台車

多用されて工期を短縮している重要な品です。

【セグメント】っと呼ばれる、セメント瓦を大きくした様な、
崖の側面工事に使う、石垣の代用品みたいな物です。

 

鉄道のトンネルで在れ、道路のトンネルで在れ、
一寸古いトンネルなら、(否、最新のトンネルで無ければ、)
殆どのトンネルという物は、内壁が、コンクリート(モルタルセメント)の
塗り付けに依る仕上がりでしょう。

塗り付けとして、左官技術者が手で塗ったのか?コンプレッサーなどで
吹きつけできたのか?知りませんが、
連続的な局面に仕上がっている様には見えます。

この方法ですと、掘ったばかりで崩れてきそうな内壁面にとりついて塗って行き、
早く乾くのを待つのです。

乾いて強度が出る前には崩れない様に、祈るしか在りません・・・汗・・・

処が、ここに言う、新工法のセグメント工法ですと、
先に作った大型タイルの様な物を持ち込んでは、壁面に貼り付けて行くだけで、
全部が乾くのを待つ必要は無いのです。

乾きを待つのは、タイル〔セグメント〕貼り合わせのモルタル分だけで済みます。

海底でなく、山中でも十分に湿気の多いトンネル・・・乾きの悪い事 最悪って環境下で、
この「乾燥期間が短い」って事が有利な事は明白です。

そのセグメントを、外から運んで来て来ては、取り付ける場所で、
トロッコを止めるのも先の無線操縦電気機関車の役目です。

 

セグメントには、それだけでは有りません。掘り機やトロッコ、機関車と同じ様に
トンネル内の線路上を走って来ては いるのですが、
壁面まで、その、重いセグメントを持ち上げて位置合わせしながらじっと支えている機械
・・・それも無線操縦式です。

コレなんか直接見える場所で居て運転しても良さそうな物ですが、
現場にいてトンネルが崩れると危ないのは全員同じだし、
それに、重いセグメントが、作業中に真下へ落ちてきたら余計に危ない作業!!!

この、危ない場所でなくても、コレとそっくりの作業を、危なくもない場面の無線操縦にした、
普通の、建築工事機械って言う物もあります。

高齢化社会、日本人労働者不足の折、紹介しておきましょう。

その目的は、一般建築業の中での天井板取り付け補助装置です。

天井板というのは。脚立に上っても精一杯の高さの点で、天井板を上に押さえつけたままで、
ねじ止めするとか、釘打ちするとかの作業をしなければ、成りません。

大勢人数の居る業者はよいですが、そういう業者の下請けとして現場へ行く中小の業者には、
助手を連れて行く余裕がありませんと、辛い作業になるでしょう。

そういう時に、助手代わりをするのが、ちょいと差し上げたまま、我慢してくれてて、
もう一寸右左前後上下って動いてもくれるって利口な機械が、
この、セグメント取り付け装置と、同様な小規模業者版という所でしょうか?

コレは無理に無線操縦じゃなくても済みそうですが、

あちこちコードの引き回しが邪魔で引き摺られ、
ただ一人の人間の方が脚立から落ちちゃった!なんて事のない点で、良いのかも?・・・・・

 

さあて、現場の・・だけじゃない工事と機械まで説明は終わりました。

そこで、その次は・・・・現場の土地のお話です。

あの【水島】の御話です。歴史と地理のお話にしましょう。

コレのどちらかを、工事の方々が知ってれば、
今度の事故も未然に防止できたかも知れないって話2題です。

最初の方は、以前筆者が歴史談?として御話した筈の、昔話、おとぎ話の類です。

水が湧き出る

 

昔々っと言っても、いくつかの雑誌を調べれば、
誰天皇のころっと出てきますが、山岳修験道〔山伏〕の開祖 
役行者〔本名:役の小角]が謀反を企てていると讒訴され
伊豆遠島に決まった時、その親友と言う小千(おち)玉澳が、
慰めようと船人して船に乗せ、この地を通りかかって、
飲料水が切れた。

罪人を乗せているとの理由で
誰も水を補給してくれなかったのが理由だった。

処が、氏神に祈って、弓で海中を混ぜると、海中より真水が出たという。

この氏神のお告げでは、先祖の地の山中から地中をたどって、
此処に湧き出たのだという。

神のお告げは、ともかくとして、そういう風な、湧き水が出るという地殻構造ってのは
気をつけなくてはならぬ断層帯なのだ。

本県でも、徳島市内眉山周辺の湧き水が名水として知られているが、
そのいわれを見れば、剣山に降った雨水が巡ってきた物だと説明されている。

そういう場所というのは、断層破砕帯など、地盤構造に大きな問題の多い場所なのだ。

まして、水島とは、先の、真水湧き出し後」 「依って、此処を水島の瀬戸と名付く」っと言う
言い伝えの場所なのだ。地名で気付かなければならない!

 

次に、時代は下って、かなり新しく、源義経らの軍勢が八島の平家の陣を襲うべく
四国へ渡ろうという時、義経自身は本県小松島方面へ船で上陸した話も有名だが、
別働隊は、この水島付近へ来ている。

此処で地元民を捕まえて「四国へ渡れる場所はどこだ!」っと問いただした上で、
教えてくれた人物を直ぐ斬り殺したのが、義経に対する讒言で評判の悪い
有為梶原影時だったか?斬った理由は、それなりに、もっともだが?
「この調子で、軽く教えるなら、後から来た敵方にも簡単に教えてしまうであろう」と、
口実くさい・・・・この人物他にも、評判の悪い話が多いから、そう言われるのかも?

それは、ともかく、この場所は、昔から、長い間、四国讃岐と備中岡山との間の
通路となっていたのだ。水島の渡し、水島の瀬戸っという風な名で 何世紀も通用してる。

 

渡しって言うと皆、渡し船を思ってしまうが、当時の渡し場とは船の事ばっかりじゃなく、
輿や、牛馬に乗せて、渡して貰うのは、未だマシな方で、
人間に肩車して背負って貰い料金を取るのまで有った〔笑〕

渡し場人足・雲助って言う物でしょう。

そういう物だから、水島の渡しなんて言っても、
今のようにフェリーボートが往来するイメージで見てしまっては、イケナイのです。

浅瀬を歩いたり馬で渡ってたのが、随分と長期間つづいてたに違いないのです。

だから、恩知らず?の告げ口梶原二次も余民が教えたのも、此処でしょうし、
この近くには、近代には、高度成長期に大規模干拓地として有名になる児島湾も有るのです。

このごろ九州で問題になった諫早湾の先駆けとして、
海を締め切り、広大な農地が誕生して、その事が秋田県の八郎潟と並び、
教科書にも、載っていた程です。

そういう、不安定な海底ですから、よほど、気をつけて
掘り進めなければ、成らない地質と言えましょう。

それを、海底から、わずか5m程度の処でトンネルを掘っていたと言います。

焦らずモット時間を掛けて深く掘れば良かったのですね。