Makalah Terowongan Dan Penyanggan [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN A.LATAR BELAKANG 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. Menurut Paulus P Raharjo (2004) bahwa terowongan transportasi bawah kota merupakan grup tersendiri diantara terowongan lalu – lintas, dapat berupa terowongan kereta api maupun terowongan jalan raya. Dalam tahap konstruksinya, terowongan memerlukan pengawasan yang lebih, karena adanya sedikit kesalahan metode atau sequence of work dapat mengakibatkan keruntuhan tunnel. Pelaksanaan galian terowongan dapat dikerjakan dengan bantuan alat-alat berat (excavator dengan perlengkapanperlengkapan clampshell, backhoe,shovel, dan juga crawler loader), sehingga pekerjaan dapat diselesaikan dalam waktu relatif cepat dan memperkecil kemungkinan runtuh B.



RUMUSAN MASALAH Pada makalah ini membahas tentang terowongan dengan menggunakan beton tak lupa pula kita membahas tentang klasifikasi terowongan dan teknik peledakan dalam terowongan.



C.



MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dan Tujuan dari Pembuatan makalah ini untuk menambah wawasan mahasiswa tentang teknik terowongan dengan menggunakan beton dan masalah klafikasi terowongan dan teknik peledakan dalam terowongan.



BAB II PEMBAHASAN A. Klasifikasi Terowongan Ditinjau berdasarkan kegunaan terowongan, Made Astawa Rai (1988) membagi terowongan menjadi 2 bagian, yaitu : 1. Terowongan lalu – lintas ( traffic tunnel )  Terowongan kereta api Adalah terowongan yang merupakan terowongan paling penting diantara terowongan lalu – lintas. 



Terowongan jalan raya Terowongan yang dibangun untuk kendaraan bermotor karena pesatnya pertambahan lalu – lintas jalan raya bersamaan dengan berkembangnya industri kendaraan bermotor.







Terowongan pejalan kaki Terowongan ini termasuk dalam grup terowongan jalan (road tunnel) tetapi penampangnya lebih kecil, jari – jari belokannya pendek dan kemiringannya besar (lebih besar dari 10%). Terowongan ini biasanya digunakan dibawah jalan raya yang ramai atau dibawah sungai dan kanal sebagai tempat menyebrang bagi pejalan kaki. Terowongan navigasi Terowongan ini dibuat untuk kepentingan lalu-lintas air di kanalkanal dan sungai-sungai yang menghubungkan satu kanal atau sungai ke kanal lainnya. Disamping itu juga dibuat untuk menembus daerah pegunungan untuk memperpendek jarak dan memperlancar lalu – lintas air.







 



Terowongan transportasi dibawah kota Terowongan transportasi ditambang bawah tanah Terowongan ini 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.



2. Terowongan angkutan  Terowongan stasiun pembangkit listrik air



Air dialihkan atau dialirkan dari sungai atau reservoir untuk digunakan sebagai pembangkit listrik disebuah stasiun pembangkit yang letaknya lebih rendah. Terowongan ini dapat dikategorikan pada suatu grup utama berdasarkan kegunaannya. 



Terowongan penyediaan air Terowongan ini hampir sama dengan terowongan stasiun pembangkit listrik air, perbedaannya hanya pada fungsi kedua terowongan tersebut. Fungsi dari terowongan penyediaan air adalah menyalurkan air dari mata air ketempat penyimpanan air di dalam kota atau membelokkan air ke tempat penyimpanan tersebut.







Terowongan untuk saluran air kotor Terowongan ini dibuat untuk membuang air kotor dari kota atau pusat industri ke tempat pembuangan yang sudah disediakan.







Terowongan yang digunakan untuk kepentingan umum Terowongan ini biasanya dibuat di daerah perkotaan untuk menyalurkan kabel listrik dan telepon, pipa gas dan air, dan juga pipa – pipa lainnya yang penting, dibuat dibawah saluran air, jalan raya, jalan kereta api, blok bangunan untuk memudahkan inspeksi secara kontinyu, pemeliharaan dan perbaikan sewaktu – waktu kalau ada kerusakan. Berdasarkan lokasinya terowongan dibagi menjadi beberapa bagian sebagai berikut:















Underwater Tunnels Terowongan yang dibangun dibawah dasar muka air. Pada umunnya dibangun dibawah dasar dan sungai atau laut. Perhitungannya lebih kompleks, selain ada tekanan tanah.juga terdapat tekanan air yang besar. Mountain Tunnels Terowongan jenis ini adalah salah satu terowongan yang mempunyai peran penting ketika suatu daerah memiliki topografi yang beragam, sehingga perlu adanya terowongan yang dibangun menembus sebuah bukit maupun gunung. Tunnels at Shallow Depth and Water City Streets Jaringan transportasi di Negara-negara maju seperti Amerika, Inggris, dan Jepang banyak yang menerapkan tipe terowongan ini. Terowongan jenis ini sangat cocok untuk dibangun di perkotaan. Baik itu untuk transportasi maupun saluran drainase kota.



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. 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, lininglangsung dipasang dibelakang shield bersamaan dengan pergerakan maju dari mesin pembor terowongan (Tunnel Boring Machine). Terowongan gali – timbun (Cut and Cover Tunnel) = Terowongan ini dibuat dengan cara menggali sebuartrench 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



B. METODE PENGGALIAN TEROWONGAN 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. Beberapa ahli teknik sipil mendefinisikan terowongan sebagai sebuah tembusan di bawah permukaan yang memiliki panjang minimal 0.1 mil, dan yang lebih pendek dari itu dinamakan underpass.



Klasifikasi



Perilaku



Tipe Tanah



Karena bagian depan galian kuat, maka



Firm



tidak diperlukan penyokong sementara, dan lining permanen dipasang sebelum



Tanah lepas diatas air tanah, lempung



keras, marl, ppasir semen, kerikil



adanya tanah Raveling Slow Raveling, Fast Raveling



Gumpalan atau bongkahan Sisa tanah atau pasir tanah mulai dengan sedikit



keluar dari daerah lengkungan atau



bahan pengikat akan mempercepat



dinding terowongan setelah tanah digali,



raveling dibawah muka air tanah dan



mengarah pada loosening atau retakan



memperlambat di atas muka air tanah.



yang getas ( tanah retak Kecepatan raveling pada pada permukaan, lempung keras melawan tanah yang squeezing). Pada tanah yang beraveling cepat, proses mulai pada beberapa menit, sebaliknya terjadi



bergantung pada derajat pembebanan.



pada tanah yang beraveling lambat. Tanah dengan kekuatan friksi yang Adanya tanah yang tersqueezing atau



extrudes plastically pada terowongan



kecil. Rata – rata squeezenya tergantung pada derajat pembebanan. Terjadi



sampai kedalaman terjadi tanpa retak yang sedang pada terlihat atau Cohesive Squeezi Running, ng Running



hilangnya kontinuitas dan tanpa terlihat



lempung konsistensi sangat lunak



sampai sedang. Pada bertambahnya kadar air. lempung kaku Kekentalan, plastic yield dan aliran mengarah pada pembebanan.



sampai keras akan terjadi kombinasi antara raveling pada permukaan dan squeezing di bawah permukaan.



Running



Material granular tanpa kohesi tidak tabil



Material granular bersih dan kering.



lereng kurang lebih 30 – Adanya kohesi pada 35. Pada lereng pasir basah atau yang lebih curam material ini runtuh



sementasi lemah pada beberapa tanah



sampai lereng menjadi hampir rata.



granular membuat terjadinya raveling sesaat sebelum material runtuh, yang



disebut cohesive – running.



Flowing



Campuran tanah dan air yang mengalir ke



Lanau, pasir atau butiran kasar dibawah



dalam terowongan seperti cairan kental.



muka air tanah tanpa adanya lempung



Material itu dapat masuki dari balik



yang mempunyai kohesi dan plastisitas.



dinding dan dapat Dapat terjadi pada mengalir dengan deras lempung sensitif jika dan mengisi penuh terowongan pada



merupakan tanah yang disturbed



beberapa kasus.



(terganggu)



Tanah menyerap air, memperbesar



Swelling



volume, dan secara perlahan terowongan 8 menjadi lebih luas.



Lempung dengan highly



preconsolidated, mempunyai indeks plastisitas lebih kurang 30, biasanya mengandung montmorillionite.



Terowongan biasa digunakan untuk lalu lintas kendaraan (umumnya mobil atau kereta api) maupun para pejalan kaki atau pengendara sepeda. Selain itu, ada pula terowongan yang berfungsi mengalirkan air untuk mengurangi banjir atau untuk dikonsumsi, terowongan untuk saluran pembuangan, pembangkit listrik, dan terowongan yang menyalurkan kabel telekomunikasi.



C. METODE PELEDAKAN DALAM TEROWONGAN 1. Pola Lubang Tembak Peledakan didalam terowongan selalu dimulai dengan satu atau lebih peledakan pemula untuk menciptakan satu gua atau bolongan pada permukaan terowongan yang akan ditembus. Gua atau bolongan ini disebut “Cut” yang berfungsi sebagai bidang bebas terhadap paledakan berikutnya. “Cut” ini kemudian diperbesar dengan peledakan dua atau lebih susunan lubang tembak “easer”. Peledakan berikutnya atau yang terakhir adalah peledakan lubang “trimmer” yang menentukan bentuk dari terowongan. Efisiensi peledakan didalam terowongan sangat tergantung pada sukses tidaknya peledakan “cut”. Cut dapat dibuat melalui beberapa pola lubang tembak. Nama-nama pola ini disebut sesuai dengan jenis “cut” yang dibentuk. Dalam memilih tipe “cut” yang sesuai maka pertimbangan harus didasarkan atas : – Kondisi batuan yang akan ditembus – Bentuk dan ukuran terowongan – Kemajuan yang ditargetkan, yaitu besar kemajuan setiap ronde peledakan yang ditentukan oleh kedalaman daripada “cut”. Jenis-jenis pola lubang tembak yang sering dan pernah dipakai pada peledakan didalam terowongan yaitu: a. Drag Cut Pola ini sesuai dipakai pada batuan yang mempunyai struktur bidang perlapisan, misalnya batuan serpih. Lubang “cut” dibuat menyudut terhadap bidang perlapisan pada bidang tegak lurus, sehingga batuan akan terbongkar menurut bidang perlapisan. “Cut” ini cocok untuk terowongan berukuran kecil (lebar 1,5-2m) dimana kemajuan yang besar tidak terlalu penting. b.Fan Cut



Pada “Fan Cut” lubang tembaknya dibuat menyudut dan berada pada bidang mendatar. Setelah “cut” diledakkan maka batuan yang ada diantara dua baris lubang “cut” akan terbongkar. Selanjutnya lubang-lubang “easer” dan “trimmer” akan memperbesar bukaan “cut” sampai kepada bentuk geometri daripada terowongan. Cut ini cocok dipakai pada batuan yang berstruktur berlapis-lapis. c. V-Cut “V-Cut” sering dipakai dalam peledakan didalam terowongan. Lubang tembak pada pola ini diatur sedemikian rupa sehingga tiap dua lubang membentuk V. Sebuah “Cut” dapat terdiri dari dua atau tiga pasang V, masing-masing pada posisi horizontal. Lubanglubang tembak pada “cut” biasanya dibuat membentuk sudut 60oterhadap permukaan terowongan. Dengan demikian panjang kemajuan tergantung pada lebar daripada terowongan karena panjang batang bor terbatas pada lebar tersebut. Satu atau dua buah lubang tembak yang lebih pendek disebut “burster” dan dapat dibuat ditengah “cut” untuk memperbaiki hasil fragmentasi. d. Pyramid Cut “Pyramid Cut” terdiri dari 4 buah lubang tembak yang saling bertemu pada satu titik ditengah terowongan. Pada batuan yang keras banyaknya lubang “cut” ditambah hingga menjadi 6 buah. e. Burn Cut Pola ini berbeda dengan “cut” yang lain. Perbedaannya yaitu pada “cut” lain lubang cut membentuk sudut satu sama lain sedang dalam “burn cut” lubang “cut” dibuat sejajar satu sama lain dan tegak lurus terhadap permukaan terowongan. Pada pola ini beberapa lubang “cut” tidak diisi dengan bahan peledak yang berfungsi sebagai bidang bebas terhadap lubang “cut” yang diisi dengan bahan peledak. Lubang “cut” yang kosong dapat lebih dari satu dan ukurannya lebih besar dari lubang “cut” yang diisi. Keuntungan dari pada “burn cut” adalah : – Kemajuan tidak lagi tergantung pada lebar terowongan karena semua lubang dibuat sejajar dengan sumbu terowongan – Proses pemboran menjadi lebih mudah. 2. Lubang “easer” dan Trimmer” Lubang “easer” dibuat mengelilingi “cut” untuk memperbesar bukaan “cut” sehingga lubang “trimmer” dapat membuat bentuk daripada terowongan. Untuk terowongan berukuran biasa, satu ronde peledakan terdiri dari sekitar 40 buah lubang tembak dimana setiap lubang tembak membuat bukaan seluas sekitar 0,25-0,5 m2. Banyaknya lubang “easer” serta penempatannya tergantung kepada pola lubang “cut”. Pada pola “burn cut” penempatan lubang “easer” tidak boleh terlalu dekat pada “cut” untuk menghindari terjadinya ledakan premature daripada lubang easer. Disarankan untuk menempatkan lubang easer antara 30-50 cm dari “cut”. Lubang trimmer pada akhirnya akan membuat bentuk dari terowongan. Banyak dan posisi daripada lubang “trimmer”



tergantung daripada ukuran terowongan, kekerasan batuan, dan fragmentasi yang disesuaikan dengan system pemuatan. 3. Sistem Kemajuan Pada prinsipnya pembuatan terowongan sama dengan shaft, hanya arahnya saja yang berbeda yaitu horizontal. Apabila pembuatan lubang bukaan sudah lebih besar daripada 45o maka ini sudah dinamakan shift. Sistem kemajuan tergantung kepada alat bor yang tersedia, kondisi batuan dan sistem penyangga yang dipergunakan, tetapi cara yang umum dipakai dalam pembuatan terowongan terdiri dari dua system yaitu : – Cara “full face” – Cara “top heading and bench” Dalam cara “full face” seluruh permukaan lubang bukaan dibor dengan sistem pola pemboran tertentu dan kemudian sekaligus diledakkan, sedangkan cara pembuatan “bench method”, dimana lubang bukaan dibuat menjadi dua bagian dalam pemboran dan peledakan yaitu bagian atas dan bagian bawah. Pekerjaan peledakan dilakukan pertama pada bagian atas. 4. Perimeter Blasting Perimeter Blasting adalah proses peledakan yang dilaksanakan dengan sangat hatu-hati. Untuk mendapatkan permukaan akhir lubang bukaan yang tepat dan kondisi batuan disekitar lubang tersebut tidak mengalami kerusakan. Maksud dari “perimeter blasting” tidak hanya untuk memperoleh permukaan bukaan yang rata tetapi juga untuk menjaga agar daerah disekitar permukaan tidak mengalami keretakan dan kerusakan selama bukaan tersebut digunakan. Perimeter Blasting berguna untuk : – Membuat rata permukaan terowongan – Membuat agar permukaan terowongan lebih stabil – Mengurangi “over break” – Mengurangi pemakaian beton – Mengurangi retakan dan masuknya aur tanah kedalam terowongan. Dikenal dua teknik untuk pelaksanaan “perimeter blasting” yaitu: – “pre-splitting” – smooth blasting Dasar kedua teknik tersebut adalah pada pengisian bahan peledak dengan diameter yang lebih kecil dari diameter lubang tembak sehingga bahan peledak tidak langsung bersentuhan dengan dinding lubang tembak atau disebut dengan istilah “decoupled charge”. Lubang-lubang ini dibuat pada kontur akhir terowongan yang direncanakan dan diledakkan secara bersama-sama. Perbedaan “pre-spliting” dan “smooth blasting” adalah pada peledakan daripada lubang-lubang kontur ini. Pada “pre-splitting” lubang kontur diledakkan sebelum peledakan utama sedang pada “smooth blasting” lubang kontur diledakkan setelah peledakan utama. Perbedaan lain adalah dalam hal jarak lubang tembak (spacing) dimana pada presplitting lubang kontur lebih rapat



letaknya satu sama lain. Pada pre-splitting jarak lubang kontur biasanya antara 8-12 kali diameter lubang dan jarak antara lubang tembak dengan bidang bebas (burden) adalah tak terterhingga. Konsentrasi isian bahan peledak (dalam kg per meter) pada “presplitting” dan “smooth blasting” adalah sama. A.



Balok beton dan Tulangan 1. Balok Beton tanpa Tulangan . Sifat dari beton, yaitu sangat kuat untuk menahan tekan, tetapi tidak kuat (lemah) untuk menahan tarik. Oleh karena itu , beton dapat mengalami retak jika beban yang dipikulnya menimbulkan tegangan tarik yang melebihi kuat tariknya. Jika sebuah balok beton (tanpa tulangan ) ditumpu oleh tumpuan sederhana (sendi dan rol) dan di atas balok tersebut bekerja beban terpusat ( P ) dan beban merata ( q ), maka akan timbul momen luar, sehingga balok akan melengkung ke bawah seperti tampak pada gambar II.1.(a) dan gambar II.1.(b). Pada balok yang melengkung ke bawah akibat beban luar ini pada dasarnya ditahan oleh kopel gaya gaya dalam yang berupa tegangan tekan dan tarik. Jadi pada serat serat balok bagian tepi atas akan menahan tegangan tekan, dan semakin ke bawah tegangan tekan tersebut semakin kecil dan sebaliknya, pada serat bagian tepi bawah akan menahan tegangan tarik, dan semakin ke atas tegangan tarik semakin kecil pula. ( lihat gambar II.1.(c), pada bagian tengah , yaitu pada batas antara tegangan tarik dan tegangan tekan , serat serat balok tidakm mengalami tegangan sama sekali ( tegangan tarik dan tegangan tekan bernilai nol ). Serat serat yang tidak mengalami tegangan tersebut membentuk suatu garis yang disebut garis netral



II. 1 . Balok Beton Tanpa Tulangan Jika beban di atas balok itu cukup besar, maka serat serat beton bagian tepi bawah akan mengalami tegangan tarik yang cukuptak besar pula, sehingga dapat terjadi retak pada bagian tepi bawah. Keadaan ini terjadi terutama pada daer ah beton yang momennya besar, yaitu pada bagian tengah bentang. 2. Balok Beton dengan Tulangan . Untuk menahan gaya tarik yang cukup besar pada serat serat balok bagian tepi bawah, maka diperlukan baja tulangan sehingga disebut dengan istilah “Beton Bertulang” pada balok beton bertulang ini, tulangan baja ditanam dalam beton sedemikian rupa, sehingga gaya tarik yang dibutuhkan untuk menahan momen pada penampang retak dapat ditahan oleh tulangan seperti tampak pada gambar II.2



Gambar II.2. Balok Beton Bertulang Karena sifat beton tidak kuat terhadap tarik, maka pada gambar II.2 (b) tampak bahwan bagian balok yang menahan tarik ( di bawah garis netral ) akan ditahan oleh tulangan, sedangkan bagian yang menahan tekan ( di atas garis netral ) tetap ditahan oleh beton. 3.



Fungsi utama beton dan tulangan



Dari uraian di atas dapatlah dipahami, bahwa baik beton maupun baja tulangan pada struktur beton bertulang tersebut mempunyai fungsi yang berbeda sesuai dengan sifat bahan yang bersangkutan. Fungsi utama beton :  Menahan gaya tekan  Menutup baja tulangan agar tidak berkarat Fungsi utama baja tulangan :  Menahan gaya tarik  Mencegah retak beton agar tidak melebar



 BEBERAPA GAMBAR PADA TEROWONGAN YANG MENGGUNAKAN PENYANGGA BETON



BAB III PENUTUP A. KESIMPULAN 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 Fungsi utama beton :  Menahan gaya tekan  Menutup baja tulangan agar tidak berkarat Fungsi utama baja tulangan :  Menahan gaya tarik Mencegah retak beton agar tidak melebar



B. SARAN Saya berharap dalam penyampain materi kembali ada bahan sehingga mahasiswa tidak kesulitan dalam mengikuti proses kuliah