DEFENISI Terowongan adalah struktur bawah tanah yang mempunyai panjang lebih dari lebar penampang galiannya, dan mempunyai gradien memanjang kurang dari.

Presentasi berjudul: "DEFENISI Terowongan adalah struktur bawah tanah yang mempunyai panjang lebih dari lebar penampang galiannya, dan mempunyai gradien memanjang kurang dari."— Transcript presentasi:

1 DEFENISI Terowongan adalah struktur bawah tanah yang mempunyai panjang lebih dari lebar penampang galiannya, dan mempunyai gradien memanjang kurang dari 15%. Terowongan umunya tertutup di seluruh sisi kecuali di kedua ujungnya yang terbuka pada lingkungan luar. Terowongan umumnya dibuat melalui berbagai jenis lapisan tanah dan bebatuan sehingga metode konstruksi pembuatan terowongan tergantung dari keadaan tanah. Metode konstruksi yang lazim digunakan dalam pembuatan terowongan antara lain  :  Cut and Cover System, Pipe Jacking System (Micro Tunneling), Tunneling Bor Machine (TBM), New Austrian Tunneling Method (NATM), dan Immersed-Tube Tunneling System.

2 Ditinjau berdasarkan kegunaan terowongan, terowongan tambang bawah tanah dibuat sebagai jalan masuk kedalam tambang bawah tanah yang digunakan untuk lalu – lintas para pekerja tambang, mengangkut peralatan tambang, mengangkut batuan dan bijih hasil penambangan. Pada umumnya terowongan ini dibuat  pada massa batuan yang sudah terganggu akibat kegiatan penambangan dan umur terowongan adalah sampai kegiatan penambangan selesai. Penyangga didalam terowongan dan kekuatan batuan disekitar terowongan sangat diperlukan dan harus direncanakan sebaik mungkin agar kegiatan pengangkutan tidak terhenti dan keamanan para pekerja terjamin

3 PEMBUATAN TEROWONGAN Pada dasarnya pembuatan terowongan dapat dilaksanakan dengan berbagai cara tergantung dari kondisi dan situasi lapangan (kondisi batuan, geologi struktur, kedalaman dari permukaan tanah, dsb.). Salah satu cara pembuatan terowongan yang terbaru telah diketemukan di Austria dan dikenal dengan New Austrian Tunneling Method (NATM). 1. NATM New Austrian Tunneling Method adalah suatu sistem pembuatan tunnel dengan menggunakan shotcrete dan rock bolt sebagai penyangga sementara tunnel sebelum lining concrete. Pada masa lalu digunakan kayu atau baja sebagai konstruksi penyangga sementara. Menurut Prof.L.V.Rabcewlkcz dalam bukunya (N.A.T.M), akibat merenggangnya batuan sering kali terjadi penurunan bagian atas terowongan, kayu khususnya dalam keadaan lembab akan sangat mudah mengalami keruntuhan. Meskipun baja memiliki sifat fisik yang lebih baik, effisiensi kerja busur baja sangat tergantung dari kualitas pengganjalan (kontak baja dan batuan).

4 2.    Pengaruh Tekanan Akibat Stress Re-arrangement
Menurut Prof. L.V. Rabcewikc apabila sebuah rongga digali, maka pola distribusi tegangan akan berubah. Pada suatu saat, suatu tatanan tegangan yang baru akan terjadi disekitar rongga dan keseimbangan akan tercapai dengan atau tanpa bantuan lapisan (tergantung dari kekuatan geser batuan, terlampaui atau tidak). Stress Re-arrangement ini umumnya terjadi dalam 3 (tiga) tahap : A.    Wedge Shape Bodies Wedge shape bodies pada kedua sisi bergeser pada permukaan lingkaran MOHR ke arah rongga. Arah pergerakan tegak lurus terhadap main pressure.

5 B.  Konvergensi Pada tahap berikutnya gerakan bertambah batuan menekuk dibawah pengaruh tekanan lateral dan tersembul (heave) ke arah rongga. Pada pertambahan bentang (span), selanjutnya menyebabkan atap dan lantai mulai mengalami konvergensi. Metode “tunneling” konvensional, efek tekanan akibat stress re-arrangement tidak diketahui dengan baik, sehingga seringkali terjadi terowongan runtuh sebelum “lining concrete”.

6 3.    Shotcrete Sebagai Penyangga Sementara
Suatu konstruksi penyangga sementara yang direncanakan untuk mencegah lepasan (“loosening”) haruslah dapat memikul beban yang relatif besar dalam tempo yang relatif singkat, cukup kaku dan tidak runtuh. Selama beberapa dekade, telah diperkenalkan “rock bolting” dan “shotcreting” dalam pembuatan terowongan, Melihat hasil—hasil yang terjadi, pengenalan metode penyangga dan perlindungan permukaan (“support” dan “surface protection”) tersebut diatas dianggap sebagai peristiwa penting, khususnya pada batuan lunak dan tanah. Kelebihan metode ini dapat ditunjukkan dengan membandingkan mekanika batuan yang dilapisi dengan “shocrete”. Penyangga sementara yang lain (kayu dan baja), cenderung mengakibatkan “loosening” dan “voids” yang timbul karena kerusakan bagian-bagian tertentu. Akan tetapi suatu lapisan tipis “shotcrete” yang bekerja sama dengan sitem “rockbolt” yang dipasang segera setelah penggalian, sepenuhnya menceegah “loosening” dan mengubah batuan sekeliling/sekitar menjadi serupa dengan “self support arch”.

7 Menurut pengamatan suatu lapisan “shocrete” setebal 15 cm yang dipakai pada terowongan Ф10 m dapat dengan aman menahan beban sampai 45 ton/m2, sedang apabila dipakai baja tipe WF-200 yang dipasang pada jarak 1 m hanya mamppu menahan 65% dari kekuatan “shotcrete” tersebut. Kelebihan lain dari “shotcrete” adalah interaksinya denan batuan sekeliling. Suatu lapisan “shotcrete yang diberikan pada permukaan batuan yang baru saja digali akan membentuk permukaan keras dan dengan demikian batuan yang keras ditransformasikan menjadi suatu permukaan yang stabil dan keras. “Shotcrete” menyerap tegangan-tegangan tangensial yang terjadi dan mempunyai nilai maksimum dipermukaan terowongan setelah proses penggalian. Dalam hal ini tegangan tarik akibat kelenturan mengecil dan tegangan tekan diserap oleh batuan sekelililing. Kemampuan “shocrete” memperoleh kekuatannya dalam tempo yang singkat sangat menguntungkan, terutama karena kekuatan tarik lenturnya/regangan akan mencapau kira-kira 30-50% dari “compressive strength” setelah 1-2 hari.

8 URUTAN PEKERJAAN PEMBUATAN TEROWONGAN
Sebagaimana diketahui bahwa pekerjaan terowongan dilaksanakan tahap demi tahap pekerjaan, adapun penentuan tahapan ditentukan antara lain sebagai berikut : 1.   Jenis tanah/batuan, 2.   Jenis alat yang digunakan, 3.   Fungsi terowongan, 4.   Gaya-gaya yang mempengaruhi terowongan, 5.   Terowongan berbelok-belok atau lurus. Tahapan pembuatan terowongan secara umum adala sebagai berikut :

9 1. Pekerjaan Persiapan Penentuan dan perhitungan “temporary facility” yang akan dipakai, meliputi : a. “Water Supply” Air yang diperlukan oleh peralatan-peralatan yang digunakan dalam pemboran terowongan. b. “Air Supply” Udara yang diperlukan untuk kompressor yang dipergunakan untuk untuk pemboran dan “shotcreting”. c. “Electric Supply” Instalasi dan besarnya daya yang diperlukan untuk peralatan yang memerlukan listrik. d. “Ventilating” Suplai udara bersih yang diperlukan bagi pernapasan, dan mendilusi gas maupun debu akibat pekerjaaan terowongan, sehingga menjaga kesehatan kerja. e. “Drainage System” Penirisan terowongan agar tidak mengganggu pekerjaan “tunneling” terciptanya kesehatan kerja.

10 2. Surveying Adalah pekerjaan penentuan titik pusat terowongan dan arah relatif terhadap titik ikat di permukaan, sekaligus menjaga besarnya diameter terowongan. 3. Konstruksi Portal Adalah pekerjaan awal dari penggalian terowongan yang letaknya di awal penggalian dan harus dipastikan kokoh untuk menjaga keselamatan pekerjaan penggalian terowongan. 4. Pemboran Adalah pekerjaan pemboran dengan menggunakan alat mekanis jumbo drill dan atau jack leg, sesuai dengan kondisi batuan. 5. “Charging” Adalah pekerjaan pengisian bahan peledak, baik dengan “priming” dan isian utama dengan pola dan teknik peledakan yang telah ditentukan.

11 6. “Blasting” Adalah peledakan yang dilaksanakan sesuai prosedur yang telah ditentukan dengan menggunakan pola delay dan metode peledakan yang telah disesuaikan dengan kondisi batuan dan geometri terowongan. 7. “Mucking” Adalah pengambilan batuan hasil penggalian dengan menggunakan loader dan dilanjutkan dengan alat angkut belt conveyor, lori, atau truk. 8. “Scalling” Adalah pembersihan batuan menggantung (“hanging rock”) sebelum dilakukan pekerjaan selanjutnya. 9. “Shotcreting” Sebagai Penyangga Sementara Adalah suatu konstruksi penyangga sementara yang direncanakan untuk mencegah lepasan (“loosening”) dengan penyemprotan campuran semen dan air (slurry) ke permukaan dinding terowongan dengan atau tanpa ditambahkan dengan “wiremesh”.

12 10.“Rockbolting” Adalah pemasangan penyanggaan atau perkuatan aktif, dimana batuan diusahakan untuk menyangga dirinya sendiri. 11.“Lining Concrete” Adalah pengecoran permukaan “tunnel” dengan beton, sehingga permukaan licin dan kuat. 12.“Grouting” Adalah pengisian rongga batuan dengan menggunakan fluida “cemented” yang sifatnya sebagai penyangga aktif sama dengan “rocbolting”.

13 KLASIFIKASI TEROWONGAN
Berdasarkan material yang dipakai, Paulus P Raharjo (2004) menjelaskan terdapat 3 jenis terowongan, yaitu: Terowongan Batuan (Rock Tunnels) =Terowongan batuan dibuat langsung pada batuan massif dengan cara pemboran atau peledakan. Terowongan batuan umumnya lebih mudah dikonstruksikan daripada terowongan melalui tanah lunak karena pada umumnya batuan dapat berdiri sendiri kecuali pada batuan yang mengalami fracture.

14 Terowongan melalui tanah lunak (Soft Ground Tunnels) =Terowongan melalui tanah lunak dibuat melalui tanah lempung atau pasir atau batuan lunak (soft rock) . Karena jenis material ini runtuh bila digali, maka dibutuhkan suatu dinding atau atap yang kuat sebagai penahan bersamaan dengan proses penggalian. Umumnya digunakan shield (pelindung) untk memproteksi galian tersebut agar tidak runtuh. Teknik yang umum digunakan pada saat ini adalah shield tunneling Pada terowongan melalui tanah lunak ini, lining langsung dipasang dibelakang shield bersamaan dengan pergerakan maju dari mesin pembor terowongan (Tunnel Boring Machine).

15 Terowongan gali – timbun (Cut and Cover Tunnel) = Terowongan ini dibuat dengan cara menggali sebuar trench pada tanah, kenudian dinding dan atap terowongan dikonstruksikan di dalam galian. Sesudah itu galian ditimbun kembali dan seluruh struktur berada dibawah timbunan tanah. (Sumber : Rai Made Astawa Rai : Teknik Terowongan: 1988) 

16 METODE PENGGALIAN TEROWONGAN
Dalam penggalian terowongan ada beberapa metode yang umum digunakan,akan tetapi metode penggalian terowongan yang akan dipilih disesuaikan oleh keadaaan alam sekitar dengan segala pertimbangan dan analisis, Rai Made Astawa Rai (1988), membagi beberapa metode penggalian terowongan yang biasa diterapkan dilapangan sebagai berikut : Metode full face Metode  full face adalah suatu cara dimana seluruh penampang terowongan digali secara bersamaan. Metode ini sangat cocok untuk terowongan yang mempunyai ukuran penampang melintang kecil hingga terowongan dengan diameter 3 meter. Cara penggaliannya yaitu dimana seluruh bidang muka setelah dibor untuk tempat detonator kemudian diledakkan seluruh bidang muka. Ini umumnya dilakukan pada adit yang mempunyai diameter kecil yaitu kurang dari 10 feet.

17 Keuntungan : Pekerjaan akan lebih cepat karena penampang permukaan terowongan digali secara bersamaan, Proses tunneling dapat dilakukan dengan kontinyu. Kerugian : Banyak membutuhkan alat – alat mekanis Metoda ini tidak dapat digunakan apabila kondisi tanah tidak stabil, Hanya untuk terowongan dengan lintasan pendek

18 2. Metode Heading and Bench Metode “ Heading” and “ Bench” adalah cara penggalian dimana bagian atas penampang terowongan digali terlebih dahulu sebelum bagian bawah penampangnya. Setelah penggalian bagian atas mencapai panjang 3 – 3,5 meter (heading), penggalian bawah penampang dikerjakan ( bench cut) sampai membentuk penampang terowongan yang diinginkan. Ini diterapkan bila bridging capacity rendah terutama pada adit yang mempunyai diameter besar

19 Keuntungan : Memungkinkan pekerjaan pengeboran dan pembuangan sisa peledakan dilakukan secara simultan, Metoda ini efektif untuk pekerjaan terowongan dengan penampang besar dan dengan lintasan yang relative panjang

20 3. Metoda Drift Metode “drift” adalah suatu metode yang menggali terlebih dahulu sebuah lubang bukaan berukuran kecil sepanjang lintasan terowongan yang kemudian diperbesar sampai membentuk penampang yang direncanakan. Metode ini terbagi menjadi 3 bagian yaitu : - Top Drift - Centre Drift - Bottom Drift - Side Drift

21 (a) Top Drift Metode ini banyak digunakan pada penggalian endapan di tambang. Metode ini tidak jauh berbeda dengan medode “ heading and bench”. (b) Centre Drift Metode ini dimulai dengan penggalian lubang berukuran 2,5m x 2,5m – 3m x 3m dari portal ke portal. Perluasannya dimulai setelah penggalian “center drift” selesai.

22 Keuntungan : Metoda ini menguntungkan karena memberikan sistem ventilasi yang baik, Tidak memerlukan penyangga sementara yang rumit karena ukurannya cukup kecil, Mucking dapat dilakukan bersamaan dengan penggalian. Kerugian : Pekerjaan perluasannya harus menunggu center drift selesai secara keseluruhan, Alat bor harus dipasang dengan pola tertentu.

23 (c)    Bottom drift Pada metode ini, penggalian dimulai dengan membuka bagian bawah penampang. Pembuatan lubang-lubang bahan peledak untuk membuka bagian atas penampang dilakukan dengan mem-bor dari bottom drift vertikal ke atas. (d)   Side Drift Pada metode ini dua “drift” digali sekaligus pada sisi-sisi penampang, sepanjang lintasan terowongan. Proses selanjutnya adalah penggalian bagian “arch” yang diikuti dengan pemasangan penyangga sementara. Keuntungan : Proses pekerjaan lining dapat dilakukan sebelum penggalian bagian tengah selesai Cocok untuk penggalian terowongan besar dan dengan kondisi tanah yang burukMetoda

24 4. Pillot Tunnel Pilot tunnel digali paralel pada jarak kurang lebih 25 meter dari sumbu terowongan yang akan direncanakan dengan ukuran 2 x 2 m2 – 3 x 3 m2. Penggalian pada terowongan utama sendiri dilakukan dengan metode “drift”. (Sumber : Rai Made Astawa Rai : Teknik Terowongan: 1988)

25 Pilot tunnel adalah cara terbaik untuk menyelidiki lokasi terowongan dan harus digunakan bila terowongan berukuran besar akan dilaksanakan pada jalur yang mempunyai kondisi geologi yang kritis. Degan membuat pilot tunnel maka berbagai masalah yang akan ditemui pada pelaksanaan penggalian pada skala yang lebih besar dapat diantisipasi sedini mungkin. Keuntungan : Cocok untuk penggalian terowongan besar dengan medan yang/kondisi geologi ktiris. Tingkat resiko pada kondisi geologi yang kritis dapat dinimalisir.

26 5. Metode Sumuran Vertical Sumuran adalah suatu terowongan yang digali secara vertikal (yang menyerupai sumur besar), dimana pada dinding atau dasar sumur tadi dapat digali lubang-lubang ke arah horisontal Metode ini dilaksanakan dengan membuat lubang vertikal tegak lurus sampai pada terowongan yang akan digali. Dengan dibuatnya satu lubang yang memotong lintasan terowongan akan didapatkan paling sedikit tiga buah heading face.

27 PENYANGGAAN Fungsi Menyangga batuan yang potensial untuk runtuh
Menahan / menghentikan perpindahan lubang bukaan Tujuan Mempertahankan luas dan bentuk bidang penampang yang cukup dan melindungi pekerja dari resiko tertimpa reruntuhan.

28 MACAM – MACAM PENYANGGAAN
Didasarkan pada sifat penyanggaan, jenis penyangga dapat dibagi menjadi penyangga pasif dan penyangga aktif A. Penyangga Pasif : Bersifat mendukung / menahan batuan yang akan runtuh dan tidak melakukan reaksi langsung terhadap beban yang diterima (rigid) B. Penyangga Aktif : Bersifat melakukan reaksi langsung (yield) dan memperkuat batuan tersebut secara langsung (reinforcement)

29 A. PENYANGGA PASIF Contoh penyanggaan pasif antara lain :
1. Penyangga Kayu - Cribbing (Pack) - Three Piece Set - Square Set - Five Piece Set 2. Penyangga Besi Baja - Two Piece Arch dan Three Piece Arch - Rolled Steel Joist (I – beam) 3. Penyangga Beton

30 1. PENYANGGA KAYU Sejak lama dikenal sebagai bahan penyanggaan di berbagai operasi penambangan bawah tanah sebagai bahan penyangga - Keuntungan : - Ringan, mudah dibawa, dibentuk dan dipasang - Akan retak sepanjang seratnya sehingga mudah dideteksi - Sisa potongan atau patahan dapat digunakan sebagai pasak, material isian dsb. - Kerugian : - kekuatan mekaniknya tergantung struktur serat dan cacat alami - Kelembaban dapat mempengaruhi kekuatannya. - Mudah lapuk - Mudah terbakar

31 MACAM-MACAM PENYANGGA KAYU
Sesuai dengan bentuk susunan dalam pemasangannya, penyangga kayu mempunyai nama-nama yang berbeda yaitu : A. Cribbing : Dengan bentuk penampang yang lebar umumnya digunakan didaerah yang memerlukan pemerkuatan tinggi, seperti di lubang produksi dan perempatan (junction). Pada pemasangan dilubang produksi (longwall) susunan cribbing tersebut dikombinasikan dengan batang besi yang dilepas yang disebut “ Chock Release ”.

32 CRIBBING

33 B. Three Piece Set : Penyangga ini digunakan pada lubang bukaan yang berbentuk persegi panjang dan terdiri dari tiga bagian utama, yaitu bagian atas (cap) dan bagian samping/tiang (post). C. Square Set : Penyangga ini umumnya digunakan pada lubang vertikal (raise / winze)

34 SQUARE SET

35 2. PENYANGGA BESI BAJA Kualitas yang baik dari penyangga besi baja dibanding penyangga kayu menyebabkan banyak penyangga kayu yang diganti dengan penyangga besi baja, terutama pada lubang-lubang utama. - Keuntungan : - Homogen dan mempunyai sifat elastisitas yang tinggi - Tidak dipengaruhi oleh kelembaban - Lebih tahan lama dibandingkan dengan kayu - Kerugian : - Mahal harganya

36 MACAM-MACAM PENYANGGA BAJA
Macam-macam penyangga baja antara lain : A. Two Piece Arch dan Three Piece Arch : Penyangga ini bentuknya seperti busur dan umumnya digunakan didaerah lubang-lubang utama. B. I – beam : Penyangga ini biasanya dipasang untuk lubang yang bentuknya empat persegi panjang dan umumnya digunakan didaerah lubang-lubang produksi. Penyangga tersebut kadang-kadang dikombinasikan dengan kayu atau dinding beton.

37 PENYANGGA BESI BAJA

38 3. PENYANGGA BETON Beton adalah campuran antara semen, pasir dan air yang kadang-kadang ditambah CaCl2 (calsium chlorida) yang berfungsi sebagai pemencepat waktu pengerasan (curring time). - Keuntungan : - Mempunyai kuat tekan yang tinggi - Tahan terhadap pengaruh cuaca - Bahan-bahan mudah didapat - Kerugian : - Mempunyai kuat tarik rendah - Dapat hancur tiba-tiba, tanpa ada tanda-tanda. - Hancuran beton tidak dapat digunakan lagi.

39 PENYANGGA BETON

40 B. PENYANGGA AKTIF

41 1. BAUT BATUAN Baut batuan termasuk penyangga aktif karena mempunyai sifat memperkuat massa batuan secara langsung dimana penyangga dipasang merupakan bagian dari massa batuan. - Keuntungan : - Lebih fleksibel, dapat digunakan dalam bentuk geometri yang bervariasi. - Penghematan biaya material - Pemasangannya dapat sepenuhnya dengan mekanisasi, sehingga relatif lebih cepat. - Tahan terhadap korosi. - Kerapatannya (jumlah baut batuan per satuan luas) dengan mudah dapat disesuaikan dengan kondisi batuan lokal - Dapat dikombinasikan dengan penyangga seperti “Wire Mesh“ dan “ Penyangga Pasif “

42 BAUT BATUAN - Kerugian : - Penyimpanan atau penanganan harus hati-hati, karena dapat mempengaruhi kehandalan pemasangan baut batuan. - Pemasangan baut batuan memerlukan pemantauan dan pengujian yang khusus serta prosedur yang baik dan benar disamping baut batuan ada penyangga lain yang dinamakan “ Doweling “. Prinsip kerjanya sama dengan pemasangan baut batuan tetapi sifatnya hanya sementara dan umumnya digunakan untuk lubang-lubang produksi.

43 Baut Batuan

44 Baut Batuan

45 Baut Batuan

46 Baut Batuan

47 Batuan Beku

48 EFEK BAUT BATUAN 1. Efek Penguncian (Pinning Efect)
2. Efek Penguatan (Reinforcing Efect) 3. Efek Penyatuan (Consolidation)

49 PENYANGGAAN DI LUBANG PRODUKSI
Hidraulic Props : Hidraulic Prop adalah tiang penyangga yang pada dasarnya terdiri dari dua silinder dimana silinder yang satu bergerak didalam silinder yang lainnya dengan mekanismenya menggunakan sistem hidraulic. Penyangga ini umumnya digunakan untuk penyangga sementara pada lubang-lubang produksi, lubang bukaan untuk pelayanan dan penambangan.

50 Powered Roof Support (PRS) :
Powered Roof Support (PRS) adalah suatu bentuk penyangga yang diterapkan disuatu tambang batubara dipenambangan “ Long Wall ”. Penyangga ini tidak hanya berfungsi menyangga atap, tetapi juga untuk mendorong “ conveyor “ bergerak maju dengan tenaga hidrolik

51 SEKIAN & TERIMA KASIH