中国は2024年5月8日、世界最長の海底高速鉄道トンネルとなる甬舟鉄道金塘海底トンネルの建設現場で、高圧下での作業を可能にする国産の新型シールド工法装置「三元混合ガス」を正式に導入しました。この技術は、ヘリウム、窒素、酸素の3種類のガスを科学的に配合することで、超高圧環境下での作業員の安全を確保し、難工事の突破に貢献すると期待されています。

なぜ今、重要か

今回の「三元混合ガス」技術の導入は、中国がインフラ建設における極限環境下での技術的課題を克服し、自国の技術力を世界に示す重要なマイルストーンとなります。特に、最大水圧0.85メガパスカルという超高圧環境下でのシールド工法は、従来の技術では安全限界を超えており、世界的な難題とされてきました。この技術は、中国国内の巨大インフラプロジェクトだけでなく、同様の難工事に直面する他国のインフラプロジェクトにも「中国のソリューション」として応用が期待され、国際的な市場インパクトをもたらす可能性があります。

世界最長海底トンネルの難工事と技術革新

甬舟鉄道金塘海底トンネルは、浙江省の寧波と舟山を結ぶ全長16.18kmのプロジェクトであり、そのうちシールド工法区間は11.21kmに及び、世界最長の海底高速鉄道トンネルとして知られています。このトンネルは、高水圧と複雑な地層を貫通する必要があり、特に最大水圧が0.85メガパスカルに達する超高圧環境下での作業は、シールド工法の分野で世界的な難題とされてきました。従来の圧縮空気による作業では安全限界が0.5メガパスカルであり、新たな技術開発が不可欠でした。

技術解説

「三元混合ガス」技術は、中国鉄建十一局が深海潜水技術を応用して独自に開発したものです。ヘリウム、窒素、酸素の3種類のガスを混合することで、ヘリウムの低密度と高拡散性により、作業員が超高圧環境下で陥る「窒素酔い」や「酸素中毒」のリスクを効果的に防止します。この装置は、ガス配合と供給のモジュールに加え、人体呼吸器など113のサブモジュールで構成され、0.5メガパスカルから1メガパスカルの作業範囲に正確に対応できるとされています。これにより、作業員は深海の超高圧下でも安全に呼吸し、作業を継続することが可能になります。これは、従来の圧縮空気工法と比較して、作業可能な水圧範囲を大幅に拡大する画期的な進歩です。

中国の技術力と今後の展望

上海国鉄工程建設管理有限公司の李氷副総エンジニアは、この装置の導入が、世界の超高圧シールド工法プロジェクトに「中国のソリューション」を提供し、その応用を拡大する可能性を指摘しています。現在、金塘海底トンネルのシールド工法区間の掘削は9362メートルに達し、全体の83.6%が完了しています。甬舟鉄道は全長約76.4kmで、完了すれば舟山諸島に初めて鉄道が敷設され、地域の交通と経済発展に大きく貢献すると見込まれています。この技術は、同様の難工事に直面する他国のインフラプロジェクトにも示唆を与えるでしょう。

日本への影響と今後の展望

中国の世界最長海底鉄道トンネルプロジェクトである甬舟鉄道金塘海底トンネルでは、高圧下での作業を可能にする国産の新型シールド工法装置「三元混合ガス」が導入されました。この技術は、ヘリウム、窒素、酸素の3種類のガスを科学的に配合することで、超高圧環境下での作業員の安全を確保します。特に、最大水圧0.85メガパスカルという超高圧環境下でのシールド工法は、従来の技術では安全限界を超えており、世界的な難題とされてきました。

この技術の導入は、中国がインフラ建設における極限環境下での技術的課題を克服し、自国の技術力を世界に示す重要なマイルストーンとなります。中国鉄建十一局が深海潜水技術を応用して独自に開発した「三元混合ガス」技術は、ヘリウムの低密度と高拡散性により、作業員が超高圧環境下で陥る「窒素酔い」や「酸素中毒」のリスクを効果的に防止します。

この技術の応用は、同様の難工事に直面する他国のインフラプロジェクトにも大きな影響を与える可能性があります。例えば、日本の東海道新幹線や北海道新幹線のトンネル工事では、同様の高圧環境下での作業が必要となる場合があります。この技術の導入により、日本のインフラプロジェクトでも作業員の安全を確保し、工事の効率化を図ることが可能になるでしょう。また、中国の「三元混合ガス」技術は、世界的な難題とされてきた超高圧シールド工法の分野で新たなソリューションを提供し、国際的な市場インパクトをもたらす可能性があります。