首都圏外郭放水路: 洪水を受け止める「地下神殿」

大雨のときだけ、川からあふれそうな水を地下へ逃がす。しかも、その水は数kmのトンネルを通り、巨大なポンプで江戸川へ送り出されます。

埼玉県春日部市の首都圏外郭放水路は、見学時に「地下神殿」と呼ばれる調圧水槽で知られます。しかし写真映えする柱の空間は、洪水を安全に扱うための設備そのものです。

驚きの正体は空間の大きさではありません。水を受ける、ためる、勢いを整える、排水する。その順序を地下に組み立てたことにあります。

中川・倉松川・大落古利根川などは、勾配が緩い低平地を流れます。大雨で複数の河川が増水すると、下流へ流すだけでは水位を下げにくくなります。

首都圏外郭放水路は、増水した川の水を5本の立坑から地下トンネルへ取り込み、江戸川へ排水する仕組みです。江戸川の水位が高いままでは排水できません。運転は流域の河川状況を見ながら決まります。

首都圏外郭放水路は、洪水を地下へ取り込んで江戸川へ排水する治水施設です。定義はこれだけです。実際には、五つの立坑、延長約6.3kmのトンネル、調圧水槽、排水機場が一体で働きます。

• 立坑増水した河川から水を落とす巨大な縦穴です。第1〜第4立坑は最大76.5mを掘削しています。
• 地下トンネル立坑から集めた水を第1立坑側へ運ぶ地下の水路です。
• 調圧水槽ポンプの起動や停止で起きる水圧変化を調整する空間です。
• 排水機場ガスタービンでポンプを回し、江戸川へ水を送り出します。

調圧水槽は長さ177m、幅78m、高さ18m。長さ7m、幅2m、高さ18m、約500tの鉄筋コンクリート柱が59本並びます。水槽は地下水による浮き上がりにも耐える必要があり、部材の重さと地下水位の管理が設計の条件になります。

第1〜第4立坑: 深い地中で壁を先につくる

国土交通省は、第1〜第4立坑の掘削深さを最大76.5mと説明しています。立坑を掘る前には、最大深さ140mの大深度地中連続壁を施工しました。下部ほど大きい土圧と水圧を受けるため、側壁は最大3.3m、地中連続壁と合わせて最大5.4mの厚さです。

第5立坑: 自動化オープンケーソン工法

第5立坑は、自動化オープンケーソン工法で構築されました。地上で躯体をつくりながら、下の土を掘って沈める方式です。深さ74.5mまで沈設し、洪水時には大落古利根川から最大毎秒85m³の流入を受けます。

調圧水槽: 水圧の急変を受け止める

排水ポンプは始動時も停止時も水の流れを急に変えます。調圧水槽はその変化を緩和し、ポンプの運転を安定させます。見上げる柱は演出ではなく、地上の多目的グラウンドの盛土と天井を支える構造部材です。

貯留施設というと、大きな箱を想像しがちです。外郭放水路は箱だけでは働きません。水を受けるタイミング、流入する河川ごとの量、江戸川へ吐き出せる条件、ポンプ停止時の水圧までを一つの系として扱います。

国交省資料では、総貯水量は約67万m³、最大排水量は毎秒200m³です。巨大さを示す数値ですが、設計上は「どこが先に危険になるか」を見ながら流域全体で使う設備です。土木は、構造物を完成させた瞬間より、雨の日に計画どおり動くときに力を発揮します。

同じ雨量でも、地面の舗装、土地利用、川の合流、潮位、下流の水位で必要な操作は変わります。施設の容量だけを比べるのではなく、どの雨を対象に、どの河川の被害を減らすのかまで決める。その前提を明確にすることが、治水設備の計画では欠かせません。さらに、運転記録を次の計画へ戻せるかで、流域の備えの精度も変わります。

地下放水路全体をまとめる元請候補は、まず土木一式工事で探します。掘削・土留め・コンクリート構造物はとび・土工・コンクリート工事、ポンプなど据付設備は機械器具設置工事も確認対象です。

• 土木一式工事河川、立坑、トンネル、工程全体を調整する候補です。土木一式工事の会社一覧
• とび・土工・コンクリート工事掘削、土留め、コンクリート構造物に関わる候補です。とび・土工・コンクリート工事の会社一覧
• 機械器具設置工事ポンプ・ゲートなどの据付を検討するときに確認します。機械器具設置工事の会社一覧

許可は候補を整理する入口です。河川管理者との協議、運転条件、水理計算、設備更新まで説明できる体制かは、技術提案と実績で確認してください。

• 国土交通省 関東地方整備局首都圏外郭放水路で施設の役割と運用を確認しました。
• 江戸川河川事務所調圧水槽で寸法、59本の柱、地下水対策を確認しました。
• 江戸川河川事務所立坑で掘削深さ、地中連続壁、施工法を確認しました。
• 国土交通省 関東地方整備局施設パンフレットで貯水量、排水量、調圧水槽の概要を確認しました。