東急新横浜線(新綱島~日吉) - 相鉄都心直通プロジェクト2019・2020(4)

日吉駅から相鉄線へ続く線路

相鉄線の都心プロジェクトの続きです。3回目の今回は新横浜駅から北で建設が進んでいる東急新横浜線のうち、新綱島(仮称)~日吉間のの工事の状況についてです。(相鉄・東急新横浜線の概要については繰り返しの掲載による記事の肥大化を防ぐため省略します。詳細は以下の1回目・2回目の記事をご覧ください。)

▼関連記事
東急新横浜線(新横浜~新綱島) - 相鉄都心直通プロジェクト2019・2020(3)(2020年9月28日作成)
相鉄新横浜線(羽沢横浜国大~新横浜) - 相鉄都心直通プロジェクト2019・2020(2)(2020年9月15日作成)
相鉄・JR直通線開業 - 相鉄都心直通プロジェクト2019・2020(1)(2020年8月26日作成)

相鉄・東急直通線建設工事(2016年取材②新綱島~日吉)(2016年9月10日作成)
相鉄・東急直通線建設工事(2016年取材①羽沢~新横浜)(2016年9月7日作成)

■東横線最高速度区間の下で行われた“大手術”

●新綱島~日吉第三架道橋間(綱島トンネル)
綱島トンネルの位置
綱島トンネルの位置
※本図は国土地理院Webサイト「地理院地図Vector(試験公開)」で公開されている「淡色地図」「全国最新写真」に加筆したものである。


 東急新横浜線の新綱島(仮称)~日吉間は、前半1.1kmが住宅地の下を横切って東急東横線の高架橋下まで出る区間、後半0.9kmが東横線高架下を進み地上へ線路が出てくる区間にわかれています。
 前半の住宅地の下を横切る区間は「綱島トンネル」の名称で、単線サイズのシールドトンネル2本により構築されます。シールドマシンは新綱島駅の端(推進工法で掘削された部分)を発進口として日吉方面行きのトンネルを掘削しながら日吉駅方面に進み、東横線綱島~日吉間のほぼ中央にある日吉第三架道橋の直下に設けられた立坑に到達します。立坑到達後はマシンを立坑内に抜き出し、反転させて今度は羽沢横浜国大方面行きのトンネルを掘削して新綱島駅端に戻ることになっています。地質は新綱島駅側が台地となっており、安定した泥岩や砂層になっているのに対し、日吉駅側はかつての川の跡と思われる粘土などが厚く堆積した層になっています。また、回転用立坑の直前は埋没した台地と思われる泥岩層になっており、変化に富んだ地層となっています。

綱島温泉東京園跡地にある綱島トンネル設備建屋。 綱島トンネルのシールドマシン回転立坑が設けられている日吉第三架道橋。立坑は道路のサイズを超えるため一部が左手前のすし銚子丸日吉店の敷地に食い込んでいる。
左(1):綱島温泉東京園跡地にある綱島トンネル設備建屋。
右(2):綱島トンネルのシールドマシン回転立坑が設けられている日吉第三架道橋。立坑は道路のサイズを超えるため一部が左手前のすし銚子丸日吉店の敷地に食い込んでいる。2020年7月15日撮影


 綱島トンネルの掘削開始は、新綱島駅の工事が軟弱地盤対策により大幅に遅れたため昨年11月までずれ込みました。新綱島駅日吉寄り(綱島温泉東京園跡地)には綱島トンネルの工事に必要な設備を収めた建屋が設けられています。回転用立坑到達直前となる今年7月にはトンネル直上の地面が数cm隆起するトラブル(原因は粘土層から泥岩への変化地点で裏込め注入圧を上げすぎたためとされる)があったものの、比較的順調に工事は進んでいます。現在はシールドマシンの回転が終わり、羽沢横浜国大方面行きトンネルの掘削に移っているものと思われます。シールドマシンが新綱島駅に戻るのは来年3月の予定です。

▼参考
<鉄道・運輸機構に聞く>箕輪町と新綱島駅を結ぶ「綱島トンネル」の今 | 横浜日吉新聞

●日吉第三架道橋~日吉間(箱型トンネル・地上区間)
日吉第三架道橋~日吉駅手前までの高架橋改造区間の区分
日吉第三架道橋~日吉駅手前までの高架橋改造区間の区分
※本図は国土地理院Webサイト「地理院地図Vector(試験公開)」で公開されている「淡色地図」「全国最新写真」に加筆したものである。


 日吉第三架道橋を過ぎると新横浜線は東横線の高架橋直下を進みながら徐々にトンネルが浅くなっていき、地上に出た後は東横線の上下線間に割って入り日吉駅構内に接続します。この区間の東横線は1990年代に高架化されていますが、当時は神奈川東部方面線の計画すら存在しておらず、直下へのトンネル追加などは考慮した設計になっていません。そのため、今回の新横浜線建設にあたっては東横線が営業運転をしている高架橋を一部取り壊し、新横浜線の走行空間を作るというこれまでとは違う意味で難しい工事を要求されることとなりました。構造別にその工事の様子を説明していきます。

(A)日吉第三架道橋~第二架道橋(基礎・柱の下半分のみ作り直し)
 日吉第三架道橋~第二架道橋にかけて(ここでは説明のためA区間と称する)では、新横浜線がまだ地下を走行しています。このため、高架橋橋脚の一部を取り壊し、その下に新横浜線のトンネルを作ってトンネル天井で高架橋を支えます。手順は以下の通りです。

日吉第三架道橋付近の高架橋改築手順
日吉第三架道橋付近の高架橋改築手順

①着工前
②高架下を掘削し、トンネルの天井部分を構築する。
③さらに高架下を掘削してトンネルの床面まで構築した後、内部に残っている高架橋の基礎杭を切除する。
④トンネル内に新横浜線の線路を敷設して完成。

なお、A区間で既存の高架橋を壊す範囲はトンネルの深度により異なります。トンネル天井が高架橋の地中梁よりも浅い位置になる場合は高架橋の柱の下半分も含めて切除し、再構築しています。以下はその柱下半分の再構築の様子です。

コンクリートの柱を壊すため床を支える鉄柱を設置したところ。 柱の下半分を壊すため切り込みが入れられた
下半分が壊され、再構築する部分と接続するため内部の鉄筋が削り出された。 トンネルが完成し柱の復旧が完了。再構築された下半分は以前よりやや太くなっている。
A区間:高架橋柱取り壊し前~復旧の比較
左上:コンクリートの柱を壊すため床を支える鉄柱を設置したところ。(2016/07/03)
右上:柱の下半分を壊すため切り込みが入れられた。(2017/10/09)
左下:下半分が壊され、再構築する部分と接続するため内部の鉄筋が削り出された。(2019/02/21)
右下:トンネルが完成し柱の復旧が完了。再構築された下は半分は以前よりやや太くなっている。(2020/07/15)
1枚目:コンクリートの柱を壊すため床を支える鉄柱を設置したところ。(2016/07/03)
2枚目:柱の下半分を壊すため切り込みが入れられた。(2017/10/09)
3枚目:下半分が壊され、再構築する部分と接続するため内部の鉄筋が削り出された。(2019/02/21)
4枚目:トンネルが完成し柱の復旧が完了。再構築された下半分は以前よりやや太くなっている。(2020/07/15)

まず高架橋の基礎や柱を作り直している期間中床を支えるため、柱を取り囲むように鉄柱を設置しました。続いて柱の残す部分との境目に切り込みを入れ、切り込みから下を全て解体しました。高架橋周辺は住宅地であるため、解体の際は周囲を防音壁で密閉したうえでワイヤーソーなど騒音が少ない方法が使用されています。解体後は内部の鉄筋を削り出した後、トンネル天井全体に荷重が分散するよう根元が台形状に広がった特殊な形の柱を再構築しました。台形状の出っ張りは完成後地中に埋もれてしまったところもありますが、再構築した柱は鉄板が巻かれているもしくは他の部分よりもやや太くなっているため容易に区別がつきます。

日吉第二架道橋付近の柱。トンネル天井にかかる荷重を分散させるため、柱の根元に台形状の出っ張りがあるほか、柱自体も鉄板が巻かれている。
日吉第二架道橋付近の柱。トンネル天井にかかる荷重を分散させるため、柱の根元に台形状の出っ張りがあるほか、柱自体も鉄板が巻かれている。2020年7月15日撮影

 なお、この工事が行われている間も上を走る東横線は通常通り最高速度110km/hで走行していました。東横線に乗っている状態でA区間の工事は見えないため、足元でこのような“大手術”が行われていたことに気づいた方はほとんどいなかったのではないのでしょうか?

(B)日吉第二架道橋付近(柱を作り直し)
 日吉第二架道橋を過ぎると新横浜線は天井がなくなり掘割の中を走行する形になります。この区間(B区間)では高架橋の柱が新横浜線の走行空間の中に位置してしまうため、外側に柱がある門型の橋脚を新設し、古い柱を切除しました。

日吉第二架道橋付近の高架橋改築手順
日吉第二架道橋付近の高架橋改築手順

①着工前
②高架橋外側に新しい門型橋脚を構築する。
③新しい橋脚の内側にある古い橋脚を切除する。
④橋脚内側に新横浜線の線路を敷設して完成。

門型橋脚構築前 門型橋脚完成後。従来よりも柱が外側にある。
高架下の横断通路から新横浜線の予定地を見る。地面が大きく掘り下げられた。 門型橋脚の梁にある古い柱の切断面。
B区間:門型橋脚構築前後の様子
左上:門型橋脚構築前(2016/07/03)
右上:門型橋脚完成後。従来よりも柱が外側にある。(2017/10/09)
左下:高架下の横断通路から新横浜線の予定地を見る。地面が大きく掘り下げられた。(2019/02/21)
右下:門型橋脚の梁にある古い柱の切断面。(同)
1枚目:門型橋脚構築前(2016/07/03)
2枚目:門型橋脚完成後。従来よりも柱が外側にある。(2017/10/09)
3枚目:高架下の横断通路から新横浜線の予定地を見る。地面が大きく掘り下げられた。(2019/02/21)
4枚目:門型橋脚の梁にある古い柱の切断面。(同)

 B区間ではまず高架下で新しい門型のコンクリート橋脚が構築されました。門型橋脚は新横浜線の走行空間を避けるため、柱が従来よりも外側に設けられているのがわかります。続いて、内部に飛び出している既存の柱を頂部で切断し、並行して地面を掘り下げて新横浜線の走行空間を確保しました。高架下を横断する仮設通路から内部を覗くと、天井の梁の所々に薄い正方形の突起が見えますが、これが古い柱の切断面です。(なお、仮設通路はその後閉鎖されたため現在この切断面を見ることはできない。)

7月訪問時には新横浜線の線路敷を密閉する防音壁の取り付けが行われていた。
7月訪問時には新横浜線の線路敷を密閉する防音壁の取り付けが行われていた。2020年7月15日撮影

 なお、ここから先日吉駅まで新横浜線が地上を走行する区間については沿線への音漏れを防止するため、高架下が防音壁で完全に密閉される予定です。そのため、完成後この付近では新横浜線の電車が走行する様子は全く見えないことになります。

(C)日吉第一架道橋付近(高架橋を全て作り直し)
 さらに先に進んで日吉第一架道橋付近まで来ると、新横浜線の線路が高くなり、東横線と目黒線(引上線)の間に割って入ってきます。また、現在日吉駅の横浜寄りに2本設置されている目黒線の引上線は新横浜線の完成後長い1本の線路に組み直される計画となっており(詳細後述)、その終端は日吉第一架道橋まで達します。これらの理由により、日吉第一架道橋付近では既存の高架橋が一切使えず丸々作り直すこととなりました。手順は以下の通りです。

日吉第一架道橋付近の高架橋改築手順
日吉第一架道橋付近の高架橋改築手順

①着工前
②現在の高架橋の外側に1線ずつ新しい高架橋を建設し、東横線をそこに載せ替える。
③既存の高架橋を取り壊す。
④既存の高架橋を取り壊した跡地に外側の高架橋同士をつなぐ形で高架橋を継ぎ足す。
⑤高架下に新横浜線の線路を敷設し完成。

日吉第一架道橋付近で現在線外側に建設中の新線を東横線車内から見る。 東横線新線切替後。中央部の旧線高架橋はわずか半年で解体された。
日吉第一架道橋。東横線上下線間で新しい高架橋の柱を構築中。 高架橋中央部も完成し、新横浜線の軌道敷設が進む。
C区間:日吉第一架道橋付近の高架橋改築~新横浜線軌道敷設の様子
左上:日吉第一架道橋付近で現在線外側に建設中の新線を東横線車内から見る。(2016/09/11)
右上:東横線新線切替後。中央部の旧線高架橋はわずか半年で解体された。(2017/10/09)
左下:日吉第一架道橋。東横線上下線間で新しい高架橋の柱を構築中。(2019/02/21)
右下:高架橋中央部も完成し、新横浜線の軌道敷設が進む。(2020/07/15)
1枚目:日吉第一架道橋付近で現在線外側に建設中の新線を東横線車内から見る。(2016/09/11)
2枚目:東横線新線切替後。中央部の旧線高架橋はわずか半年で解体された。(2017/10/09)
3枚目:日吉第一架道橋。東横線上下線間で新しい高架橋の柱を構築中。(2019/02/21)
4枚目:高架橋中央部も完成し、新横浜線の軌道敷設が進む。(2020/07/15)

 C区間ではまず新しい東横線の線路となる高架橋を両側に建設しました。上り(渋谷方面)は2017年2月、下り(横浜方面)は3月にそれぞれ新しい線路に切り替えられ、古い線路の高架橋は直ちに取り壊されました。続いて、その跡地では目黒線の新しい引上げ線となる高架橋の中央部が建設されました。営業運転中の東横線の上下線間という狭い空間での工事となったため時間を要しましたが、2019年終盤には中央部分の高架橋の構築も完了しました。高架橋の完成後その下では新横浜線の路盤構築・軌道敷設が進められています。

日吉第一架道橋の代替として建設中の地下道。
日吉第一架道橋の代替として建設中の地下道。2020年7月15日撮影

 軌道敷設中の写真をご覧いただくとわかる通り、日吉第一架道橋は新横浜線の線路と交差する道路が同じ高さにあり、完成後は道路が分断されてしまいます。ここから日吉駅までの間は大きな高低差があるため高架橋西側から日吉駅へ直接向かう道路が無く、日吉第一架道橋をくぐって綱島街道を通るのが駅への最短ルートとなっています。そこで、新横浜線建設にあたってはその下をくぐる歩行者・自転車専用の地下道を建設し、従来と同等の交通路を確保することとしました。7月調査時は地下道の掘削が終わってトンネル本体の構築が進められており、来年には現在の通路は閉鎖されて地下道が利用可能になるものとみられます。

●日吉駅構内
新横浜線着工前の配線図(上)
新横浜線開通後の配線図
日吉駅構内の新横浜線着工前の配線図(上)と完成後の配線図(下)

 現在の日吉駅は、島式ホーム2面4線で、外側を東横線、内側を目黒線が使用しています。内側の目黒線は当駅までであるため、横浜寄りは折り返し運転用の引上線が2本設置されています。
 新横浜線完成後の日吉駅は、ホームはそのままに横浜寄りで東横線と目黒線の間から新横浜線の線路がY字に分岐する配線に変わります。また、目黒線の引上線は1本に集約する代わりに日吉第一架道橋付近まで延長され、2編成(8両編成)を2本直列に留置するようレイアウトを変更します。

2013年に横浜寄りに暫定延長された日吉駅東横線ホーム。床などは全て仮設構造。 2013年に横浜寄りに暫定延長された日吉駅東横線ホーム。床などは全て仮設構造。
2013年に横浜寄りに暫定延長された日吉駅東横線ホーム。床などは全て仮設構造。2013年9月7日撮影

 2013年に東横線と東京メトロ副都心線の相互直通運転が開始された際、日吉駅では東横線側のホームを10両編成対応に延長する必要が生じました。この時点で当駅から新横浜線が分岐することは決定していたものの、渋谷寄りにあった電気室の移設がすぐには着手できなかったことから、暫定的に横浜寄りに2両分ホームが延長されました。この時作られたホームは短期間で撤去することが確実だったことから、鉄パイプや木材などを使った簡易構造となっていました。

渋谷寄りのホーム延長後は東横線・目黒線・引上線各々の停止位置を移動させ、新横浜線の工事スペースを確保した。
渋谷寄りのホーム延長後は東横線・目黒線・引上線各々の停止位置を移動させ、新横浜線の工事スペースを確保した。

 その後、新横浜線の工事が本格的に始まり、渋谷寄りの電気室もその先の高架下へ移設されたことから、本来の形でホームを延長する工事が開始されました。また、横浜寄りにある目黒線の引上線は、今後行われる新横浜線の工事の支障となることから、ホームの中央にポイントを移設したうえで引上線全体を駅側にスライドさせることとしました。

完成した渋谷寄りのホーム延長部分。 目黒線のホームの途中に移設された折り返し用のポイントと引上線に停車中の電車。
左(1):完成した渋谷寄りのホーム延長部分。
右(2):目黒線のホームの途中に移設された折り返し用のポイントと引上線に停車中の電車。2017年10月9日撮影


 これら一連の工事は2016年秋までに完成し、東横線・目黒線・引上線の停止位置が渋谷寄りに移動しました。目黒線の引上線は横浜寄りのホームの途中に食い込んでおり、折り返し作業中の電車が目の前に止まる光景を見ることができます。渋谷寄りで延長されたホームは使用開始時点では天井板が張られていないなど未完成の部分がありましたが、その後半年ほどかけて内装の仕上げが行われ、東横線側にはホームドアも設置されたことから、元からある部分との区別はほとんどつかなくなっています。
 なお、延長されたホームのうち目黒線側の端1両分ほどは床板が仮の物になっていることから、新横浜線の完成後は停止位置を再度戻すことが考えられているようです。

着工前 引上線を手前に移設後。東横線も外側に移設され上下線間隔が広がった。
新横浜線の掘割工事中。工事エリアに侵入する引上線終端部は頻繁に位置が移動した。 トンネルに向かう路盤が完成し、軌道敷設が進む。
日吉駅ホームから横浜寄りの工事エリアを見る。
左上:着工前(2015/05/17)
右上:引上線を手前に移設後。東横線も外側に移設され上下線間隔が広がった。(2017/10/09)
左下:新横浜線の掘割工事中。工事エリアに侵入する引上線終端部は頻繁に位置が移動した。(2018/05/13)
右下:トンネルに向かう路盤が完成し、軌道敷設が進む。(2020/07/15)
1枚目:着工前(2015/05/17)
2枚目:引上線を手前に移設後。東横線も外側に移設され上下線間隔が広がった。(2017/10/09)
3枚目:新横浜線の掘割工事中。工事エリアに侵入する引上線終端部は頻繁に位置が移動した。(2018/05/13)
4枚目:トンネルに向かう路盤が完成し、軌道敷設が進む。(2020/07/15)

 横浜寄りでは引上線の移設により新横浜線の工事スペースが確保されたことから、2017年以降新横浜線のトンネルに続く路盤を作る工事が進められています。工事エリアにどうしても残ってしまう引上線終端については工事の進捗に合わせて位置を移動させており、頻繁に線形が変化しています。2020年に入ってからは新横浜線の軌道敷設が本格化しており、トンネルへ続くY字型の線路ができつつあります。7月調査時点では、このうち新横浜線から目黒線(3番線)に入る線路が引上線の一部として使用されているのが確認できました。また、カメラの望遠機能でその先を見ると、単線化された引上線の途中に入換信号機が設置されており、2列車を直列に留置可能となっていることもわかります。

新横浜線から3番線に入る線路(右手前)は現在引上線の一部として使用中。また、単線化された引上線中央には入換信号機が設置され、2列車が入線可能になっている。
新横浜線から3番線に入る線路(右手前)は現在引上線の一部として使用中。また、単線化された引上線中央には入換信号機が設置され、2列車が入線可能になっている。

■自然が相手だからこそ慎重に
日吉第一架道橋下の通路から日吉駅へ向けて急勾配で登る新横浜線の線路を見る。
日吉第一架道橋下の通路から日吉駅へ向けて急勾配で登る新横浜線の線路を見る。

 4回に渡りお届けしてきた相鉄・東急新横浜線の工事ですが、日吉駅付近では軌道敷設まで進む一方、軟弱地盤に悩まされ続けている新横浜駅から新綱島駅にかけては現在もトンネルの掘削が続いており、2023年春の開業までかなりタイトな工事スケジュールとなることが予想されます。新横浜トンネルにおける陥没事故のような大きなトラブルが再度発生した場合開業の延期は避けられないでしょう。
 「掘ってみるまで分からない」というトンネル工事の難しさは今も昔も変わっていません。4年前に博多駅前で起きた陥没事故に代表されるようにひとたび事故が発生すれば人命を脅かし、地上の人々の生活にも多大な影響を及ぼしてしまいます。土という自然が相手である以上技術を過信せず、事前に可能な対策は十分に検討したうえで安全に工事が進められることを期待します。


▼関連記事(相鉄・東急新横浜線に関する記事のみ)
路線の概要 - 相鉄・JR直通線&相鉄・東急直通線新設工事2011(1)(2011年10月3日作成)
現在の工事状況 - 相鉄・JR直通線&相鉄・東急直通線新設工事2011(2)(2011年10月14日作成)
相鉄・東急直通線建設工事(2013年9月・2014年4月取材)(2014年5月13日作成)
相鉄・東急直通線建設工事(2016年取材①羽沢~新横浜)(2016年9月7日作成)
相鉄・東急直通線建設工事(2016年取材②新綱島~日吉)(2016年9月10日作成)

▼参考
都心とつながる(都心直通プロジェクト)|未来への取り組み|相鉄グループ
→関連ニュースリリースもここから参照
相鉄・東急直通線|東急電鉄
都市鉄道利便増進事業 相鉄・JR直通線、相鉄・東急直通線
営業線機能を確保した中での新路線建設工事-相鉄・東急直通線、日吉駅付近工事- 土木施工2019年11月号 89~92ページ
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