TEKNIK TEROWONGAN

Terowongan pada dasarnya didefenisikana sebagai sebuah tembusan di bawah permukaan tanah atau gunung. Terowongan umumnya tertutup di seluruh sisi kecuali di kedua ujungnya yang terbuka pada lingkungan luar. Terowongan dibuat melalui berbagai jenis dan lapisan tanah dan bebatuan sehingga metode konstruksi tergantung dari keadaan tanah.

Berdasarkan Fungsinya Terowongan Dapat Dibedakan Menjadi Dua Jenis Terowongan lalu lintas (traffic) Beberapa penggunaan terowongan untuk lalu lintas diantaranya: 1. Terowongan kereta api 2. Terowongan jalan raya 3. navigasi 4. Terowongan tambang

b. Terowongan angkutan Diantaranya adalah : 1 b. Terowongan angkutan Diantaranya adalah : 1. Terowongan pembangkit tenaga listrik (hydro power) 2. Terowongan water supply 3. Terowongan sewerage water 4. Terowongan untuk utilitas umum

Metode pembuatan terowongan yang biasa digunakan adalah metode potong-tutup, metode ini merupakan metode yang paling simpel untuk terowongan dangkal di mana area di atas lokasi yang akan dijadikan terowongan harus digali dan terowongan dibangun dengan atap di atasnya. Setelah itu, area ditutup agar terlihat seperti sebelum digali. Konstruksi umumnya bertingkat dua, yang memungkinkan adanya pengelolaan secara ekonomi dan keamanan seperti loket tiket, stasiun, akses penumpang dan jalan keluar darurat, ventilasi, saluran asap, ruang staf, dan ruang perlengkapan.

Hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam Pembuatan Terowongan a. Lokasi b. Metode konstruksi c. Material d. Kegunaan Rancangan terowongan perlu memperhatikan: 1. Massa batuan yang komplek ; gaya-gaya yang dihasilkan oleh redistribusi tegangan awal.

2. Sifat-sifat material di sekitar, kemungkinan failure / keruntuhan di struktur bahan dan kekuatan batuan

Penyelidikan Geteknik Dalam Pembuatan Terowongan Penyelidikan geoteknik adalah elemen yang sangat penting dalam perencanaan dan pelaksanaan sebuah terowongan. Dengan data geologi yang memadai dapat ditentukan desain terowongan yang sesuai, metode pelaksanaan yang paling optimal, biaya pelaksanaan yang paling rasional serta persiapan yang sebaik – baiknya direncanakan aspek keamanan pelaksanaan.

Secara spesifik tujuan penyelidikan tersebut adalah untuk : a. Menentukan stratifikasi tanah atau batuan pada jalur terowongan. b. Menentukan sifat fisik batuan. c. Menentukan parameter desain untuk batuan dan tanah. d. Memberikan kepastian setinggi – tingginya bagi suatu proyek dan dan memberi wawasan kepada engineer mengenai kondisi yang mungkin terjadi saat pelaksanaan.

e. Mengurangi unsur ketidakpastian bagi kontraktor. f e. Mengurangi unsur ketidakpastian bagi kontraktor. f. Meningkatkan keselamatan kerja. g. Memberi pengalaman bekerja sehingga dapat memperbaiki kualitas – kualitas keputusan di lapangan.

Yang Harus Dilakukan Dalam Penyelidikan Lapangan Tinjauan literatur a. Dilakukan sebelum berangkat ke lapangan b. Cari informasi yang pernah dipublikasikan mengenai geologi, tanah, air tanah, sejarah seismik, struktur c.Untuk kota, informasi daerah penimbunan lama atau alterasi pola penirisan. d. Peta geologi →Litbang geologi, geoteknologi LIPI

b. Studi foto udara (bila ada) a b. Studi foto udara (bila ada) a. Untuk melihat kondisi lokasi dari jarak yang jauh dan luas. b.Analisis geomorfis dan sifat-sifat batuan dari evaluasi respon batuan terhadap lingkungan c.Teknik pemotretan : vertikalitas dan kemiringan, fotografi warna,infra merah, radar. d.Topografi lereng yang terdiri dari dua tipe dapat dikenali e.Mudah dikenali adanya tanah longsor, patahan, struktur geologi seperti antiklin- sinklin, dome.

c. Peninjauan geologi permukaan a.Untuk mengetahui jenis dan penyebaran batuan dilokasi berupa ketebalan, sifat fisik dan mekanis di lapangan. b.Terdiri dari pemetaan batuan dasar dan pemetaan geologi teknik. c.Peta batuan :litologi dan batas-batasnya serta struktur geologi d.Peta geologi teknik : singkapan batuan dan derajat pelapukan, material bahan bangunan  

d. Survei geofisika a.Keuntungan : tidak merusak obyek yang diselidiki, cepat dan unit costnya rendah. b.Kerugiannya : ketelitian rendah c.Dilakukan sebelum pemboran → untuk menentukan lokasi pemboran d.Teknik yang umum digunakan neutron density dan teknik gamma. e.Metode yang digunakan : seismic refraction, survei resistivity.

e. Pemboran eksplorasi Pemboran merupakan metoda yang paling umum untuk eksplorasi detil, seperti keterangan yang spesifik dari batuan,variasi material dan sifat-sifat fisiknya. Daerah yang memerlukan eksplorasi lebih detil adalah : a.Portal b.Topografi rendah di atas terowongan, yang biasanya menggambarkan struktur batuan lemah.

c. Tipe batuan dengan potensial pelapukan yang dalam d c.Tipe batuan dengan potensial pelapukan yang dalam d.Di daerah yang banyak air e.Daerah geser f.Sumur uji g.Pengujian in-situ h.Pengujian laboratorium i.Pengujian model skala penuh j.Tahap konstruksi k.Pengamatan pasca konstruksi

Pemboran teknik untuk pengambilan sampel batuan adalah cara yang paling umum dipakai untuk pekerjaan terowongan. Dengan pengambilan sampel (core) dapat diketahui sifat fisik batuan, dan informasi penting lainnya.

Lokasi – lokasi yang memerlukan pengeboran secara detail adalah a Lokasi – lokasi yang memerlukan pengeboran secara detail adalah a. Daerah portal b.Daerah yang secara topografi dekat terowongan, karena biasanya secara struktur lemah (overburden tipis). c.Lokasi yang berpotensi mengalami pelapukan berat. d.Daerah yang berpotensi air tanah tinggi dan dan adanya batuan porous.

Metode Dasar Pembuatan Terowongan Dalam Batuan Cara penggalian permukaan lubang bukaan digolongkan: a. Cara portal b. Cara open cut Metoda penggalian ada 5 cara, yaitu: A.Full face Cara dimana seluruh penampang terowongan digali secara bersamaan. Cara ini cocok untuk penampang melintang kecil hingga diameter 3 m, tapi dengan gunakan Drill jumbo menjadi dapat untuk terowongan ukuran besar.Keuntungan dari menggunakan cara ini adalah pekerjaan menjadi lebih cepat,

B.Heading dan bench Cara penggaliannya adalah bagian atas terowongan digali lebih dulu sampai mencapai 3 – 3.5 m (heading), selanjutnya penggalian bagian bawah penampang dikerjakan (bench cut) sampai membentuk penampang yang diinginkan. Proses ini diulangi sampai seluruh lintasan terowongan tercapai.

C.Drift Cara yang digunakan dalam metoda ini adalah dengan menggali terlebih dahulu lubang bukaan yang berukuran kecil sepanjang lintasan terowongan, kemudian diperbesar sampai membentuk penampang yang direncanakan. Berdasar posisi lubang terhadap sumbu terowongan :

E.Side drift Dua drift digali sekaligus pada sisi-sisi penampang, sepanjang lintasan terowongan. Selanjutnya penggalian bagian arch diikuti dengan pemasangan penyangga sementara. Selesai penyangga dipasang, penggalian bagian tengah dikerjakan. Keuntungan dari cara ini adalah proses lining dapat dikerjakan sebelum penggalian bagian tengah dilaksanakan, metoda ini efektif untuk terowongan besar dengan kondisi batuan yang buruk. Sedangkan kerugiannya adalah pekerjaan perluasan harus menunggu drift selesai dikerjakan

F. Top drift Digunakan untuk penggalian endapan F.Top drift Digunakan untuk penggalian endapan. Metodanya mirip dengan heading and bench. G. Bottom drift Penggalian dimulai dengan membuka bagian bawah penampang. Pembuatan lubang – lubang bahan peledak untuk membuka bagian atas penampang dilakukan dengan membor dari Bottom drift vertikal ke atas.

H.Sumuran vertikal Awal dibuat lubang vertikal sampai pada terowongan yang akan digali. Dengan demikian akan terbentuk tiga buah heading face. Sumuran dapat bersifat sementara atau permanen. Sumuran sementara berfungsi saat pelaksanaan → membantu pembuangan pelaksanaan pembuangan sisa – sisa peledakan (mucking), salah satu jalur untuk mensuplai peralatan dan material, dsb. Sumuran permanen → bila masih tetap berfungsi setelah terowongan mulai digunakan untuk keperluannya, misal sebagai sarana ventilasi.

I.Pilot tunnel Pillot tunnel digali paralel pada jarak ± 25 meter dari sumbu terowongan yang direncanakan dengan ukuran 2 x 2 m2 – 3 x 3 m2. Penggalian pada terowongan utama sendiri dilakukan dengan metoda drift. Pada interval tertentu dibuat cross cut memotong sumbu utama rencana. Bila cross cut mencapai drift, proses pelebaran dimulai dari titik ini dengan dua heading face. Bila cross cut mencapai titik dimana drift belum mencapai titik ini, maka drift heading dilakukan dengan titik potongan melintang.

Permodelan Numerik Dalam Rancangan Terowongan Permodelan numerik merupakan suatu pendekatan perhitungan distribusi tegangan dan perpindahan yang mendekati keadaan yang sebenarnya. Perhitungan numerik dapat dilakukan dengan metode-metode seperti ; metode elemen hingga (finite elements methods), metode perbedaan hingga (finite difference method), metode elemen batas (boundary elements method).

MODEL DAN METODE NUMERIK Analisis numerik di dalam geomekanika atau penerowongan telah berkembang dengan pesat dan saat ini penggunaannya semakin intensif. Hal ini disebabkan antara lain, karena ketersediaan program-program komputer yang canggih, kapasitas dan kecepatan dari perhitungan komputer yang ada, dan kemampuan dari program yang ada di dalam memperhitungkan strukutur geologi secara rinci dalam suatu model.

2. METODE ELEMEN HINGGA (FINITE ELEMEN METHOD, FEM) Metoda Elemen Hingga (Finite Element Method, FEM) didasarkan pada diskretisasi struktur atau ruang dengan cara membaginya menjadi sejumlah elemen-elemen hingga yang terstruktur (Gambar 6.3). Untuk penyelesaian secara matematis dari beberapa struktur diterapkan ; kondisi kompatibilitas perpindahan (displacement), kesetimbangan dan hubungan tegangan- regangan. Kondisi kompabilitas perpindahan pada titik- titik simpul dan elemen-elemen dipenuhi dengan mengasumsikan set dari displacement node {}. Medan displacement {} pada setiap node dari daerah yang ditinjau adalah sebagai berikut. {} = [N] {}

3. SOLUSI PROGRAM RHEO-STAUB Program Rheo-Staub adalah salah satu permodelan numerik dari Finite Element Method (FEM) yang banyak dipakai. Program ini dikenalkan dan dikembangkan oleh Dr. P. Pritz dari Departement of Rock Engineering Federal Institute of Technology Zurich Switzerland. Program Rheo-Staub dapat digunakan untuk menganalisis kasus-kasus dibawah tanah (terowongan, rumah pembangkit bawah tanah, lubang bukaan bawah tanah lainnya), untuk menganalisis distribusi tegangan dan perpindahan disekitar lubang bukaan, dan juga untuk menyelesaikan kasus-kasus umum geoteknik, mekanika batuan dan mekanika tanah dalam dua dimensi.

Hal-hal yang mendasar sebagai data masukan untuk menjalankan program Program Rheo-Staub adalah 1.Geometri permodelan ; disusun dari beberapa elemen dan node dipilih dan disesuaikan atau mendekati dengan keadaan yang sebenarnya. 2.Data material ; berupa sifat fisik dan mekanik massa batuan seperti specific weight (), Poisson Ratio () dan Modulus Elastisitas (). 3.Sistem Pembebanan ; disesuaikan dengan pembebanan yang terjadi atau mendekati keadaan sebenarnya. Pembebanan dapat dilakukan dengan satu arah dan dua arah. 4.Kondisi Batas ; Hal ini berdasarkan dari sistem pembebanan dan geometri model. Dimana ada salah satu atau lainnya dianggap atau diasumsikan tidak mengalami tegangan dan pergerakan.