地下大空間・地下構造物

総括

最近、地下大空間の話題がメディアでも繰り返しとりあげられ、多くの人々の関心を呼び、各地の地下施設の見学会は盛況の様子である。なかでも地下空間の存在を強くアピールした施設が、「地下のパルテノン神殿」と呼ばれる首都圏外郭放水路だ。埼玉県春日部市の深度50mにある世界最大級の地下放水路で、2006年6月完成、総延長約6.3km、内径約10m。台風・大雨などによって河川の増水時、洪水を防ぐため流量容量を超えた水を貯留し、江戸川に排水する。施設の一部である調圧水槽には59本の巨大な柱が林立し、さながら地下神殿を思わせる。この放水路造成には、洪水系の水理解析、地形を再現し水理現象をシミュレート、氾濫した河川の水を落とし込む「立坑」（直径30ｍ×深さ70ｍ×5か所）の計画、地下50mに直径10mのトンネルを長さ6km以上築く計画などいずれもかつてない規模の取り組みとなった。実際の施工でも、70ｍ掘削するために山留めとして、深さ140ｍの溝を掘り、そこに鉄筋を入れてコンクリートを流し込み、地下連続壁を建設した。トンネルの掘削には、泥水式シールド工法（粒土状の水を供給して地下水の侵入を防ぐ工法）を採用、専用のシールド機も製作したという。このように、大深度地下の大規模空間造成には未知への挑戦という側面が大きい。大深度地下構造物の強みの一つとして、耐震性がある。地下数十mに達すると、地震の最大加速度が減少し、地盤によっては半減する場合もある。これにより、構造物や貯蔵物へのダメージが低減されると期待される。地下空間を生活空間にまで広げていくことを考えると、太陽光や新鮮な空気が届かないことや閉鎖空間ゆえの圧迫感・閉塞感が負のイメージとして存在するため、光ファイバを用いた太陽光伝送や、自然風を想起させる空調のあり方、虫の音や小川のせせらぎのような環境音など、また、仮想現実・拡張現実技術やプロジェクションマッピングなどを用いた空間演出なども検討余地がある。また、地下植物工場や水生藻類工場なども事業として可能性がある。今後の大深度地下利用のテーマとして、重要性を増すと考えられるのが、環境保全やエネルギー活用である。米国ボストンのBigDigのように、高速道路を地下に埋設し、地上を緑化することで、環境と景観の保全と、交通渋滞の緩和を両立させたケースも存在する。エネルギー施策では、串木野国家石油備蓄基地や菊間国家石油備蓄基地、世界最大級の有効落差を持つ東京電力葛野川（揚水式）発電所などがいずれも稼働中の地下施設として知られる。さらに、フィンランドの高レベル核廃棄物の最終処分地「オンカロ」(Onkalo)が参考事例として挙げられる。フィンランドのオルキルオト島に建造中の現在、世界唯一の高レベル放射性廃棄物の最終処分場である。フィンランド語で「深い穴」を意味する“Onkalo”は、地下およそ520メートルの深さまでトンネルを掘り、そこから横穴を広げ放射性廃棄物を貯蔵する計画。2020年までに運用を開始し、その後2120年頃までの100年間にわたり埋設処分に利用される予定となっており、100年後に施設が満杯になった後は、道を埋めて完全に封鎖する。使用済み核燃料に含まれるプルトニウムの半減期は2万4000年。生物にとって安全なレベルまで放射能が下がるまでおよそ10万年にわたって地下に封鎖され続けるという。
（参考：http://www.jsce.or.jp/committee/rm/News/news8/Onkalo.pdf）