Penyelidikan Geoteknik Dalam Pembuatan Terowongan

PENYELIDIKAN GEOTEKNIK DALAM PEMBUATAN TEROWONGAN Oleh : Ibnu Ansorulah, Pakalima Manik, Musdalifah Usman, A.L Adlyansah, dan Nahrul Hayat

Abstrak Terowongan merupakakan sebuah tembusan di bawah permukaan tanah atau gunung. Terowongan umumnya 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 lebih pantas disebut underpass.

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Ilmu pengetahuan saat ini benar-benar telah berkembang dengan sangat pesat, dan salah satu cabang ilmu yang saat ini ramai diperbincangkan adalah ilmu Teknik Terowongan dan jika. Jika kita merujuk pada pengertiannya secara singkat, maka teknik terowongan disebutkan sebagai cabang ilmu yang mengkaji proses dan seluk beluk

di

dalam

perencanaan,

pembuatan,

dan

pengendalian

terowongan.

Sementara terowongan pada dasarnya didefenisikan sebagai sebuah tembusan di bawah permukaan tanah atau gunung. Terowongan umumnya 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 lebih pantas disebut underpass. Saat ini Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini benar-benar mengalami kemajuan yang sangat pesat sehingga menuntut pihak-pihak yang berkompeten, untuk terus melakukan berbagai kajian dan riset mengingat kajian tentang iptek yang tidak selalu bisa dilakukan secara mandiri maka diperlukan langkah-langkah untuk sharing dan kerjasama,dan tidak terkecuali untuk ilmu pengetahuan teknik terowongan,karena pengaplikasian pembuatan terowongan saat ini benar-benar memiliki cakupan pengaplikasian sangat luas. Oleh karena itu dianggap sangat penting bagi orang-orang yang sedang , dan akan mempelajari, menekuni bidang ilmu pengetahuan yang memiliki relasi terhadap terowongan untuk mengkaji, mempelajari, mengetahui, dan memaparkan lebih lanjut terkait konsep ilmu pengetahuan teknik terowongan, yang terkhususnya di dalam penyelidikan geoteknik dalam pembuatan terowongan yang akan dibahas dalam makalah ini. B. Maksud dan Tujuan Penulisan Makalah 1. Untuk menambah wawasan pengetahuan mengenai konsep teknik terowongan secara umum. 2. Dapat memahami secara lebih detail terkait penyelidikan geoteknik dalam pembuatan terowongan C. Metode Penelitian Metode yang digunakan dalaam penyusunan makalah ini yaitu Studi Kepustakaan dan Literatur. Yaitu pengetahuan yang bersumber dari beberapa media

tulis, baik berupa buku, diktat, internet dan media lainnya yang tentu ada kaitannya dengan masalah-masalah yang dibahas di dalam karya tulis ini.

II. PEMBAHASAN A. Konsep Terowongan Secara Umum Terowongan adalah sebuah tembusan di bawah permukaan tanah atau gunung. Terowongan umumnya 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 lebih pantas disebut underpass. 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 megalirkan air untu mengurangi banjir atau untuk dikonsumsi, terowongan untuk saluran pembuangan, pembangkit lirstrik, dan terowongan yang menyalurkan kabel telekomunikasi. Ada juga terowongan yang berfungsi sebagai jalan bagi hewan, umumnyahewan langka, yang habitatnya dilintasi jalan raya. Beberapa terowongan rahasia juga telah dibuat sebagai metode bagi jalan masuk ke atau keluar dari suatu tempat yang aman atau berbahaya, seperti terowongan di jalur Gaza, dan terowongan Cu Chi di Vietnam yang dibangun dan perjuangkan ketika perang Vietnam. Di Inggris, terowongan bawah tanah untuk pejalan kaki atau transportasi umumnya di sebut subway. Istilah ini digunakan di masa lalu, dan saat ini sering di sebut underground rapid transit system. Berdasarkan fungsinya, terowongan dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu: a. Terowongan lalu lintas (traffic) Beberapa penggunaan terowongan untuk lalu lintas diantaranya: 1. Terowongan kereta api

2. Terowongan jalan raya 3. Terowongan navigasi 4. Terowongan tambang b. Terowongan angkutan Diantaranya adalah : 1. 2. 3. 4.

Terowongan pembangkit tenaga listrik (hydro power) Terowongan water supply Terowongan sewerage water Terowongan untuk utilitas umum Terowongan dibuat melalui berbagai jenis dan lapisan dan bebatuan sehingga

metode konstruksi tergantung dari keadaan tanah. 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 yaitu : a. b. c. d.

Lokasi Metode konstruksi Material 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.

Rencana rekayasa yang baik adalah rancangan yang seimbang dalam semua faktor yang saling berkaitan, meski tidak selalu dapat dikualifikasi tapi selalu di masukkan dalam perhitungan.Pembuatan terowongan menggunakan mesin bor, mesin bor memungkinkan terowongan dibuat tanpa harus menggali area di atas lokasi yang akan di jadikan terowongan. Mesin bor melubangi tanah sepanjang lokasi terowongan. Mesin bor bisa dioperasikan secara otomatis selama proses konstruksi terowongan, dan dapat menembus hampir seluruh jenis bebatuan. Mesin bor yang pertama

kali

digunakan

adalah

mesin

yangmembangun terowongan

rel

Fréjus antara Prancis dan Italia melalui pegunungan Alpen tahun B. Penyelidikan Geoteknik Secara Umum Geoteknik (engineering geology) merupakan bagian dari rekayasa sipil yang didasaran pada pengetahuan geologi tentang karaterisik batuan dan tanah. Penyelidikan geoteknik merupakan pekerjaan yang dilakukan sebelum pekerjaan pemindahan tanah atau penempatan beban pada tanah berlangsung. Dengan adanya perencanaan geoteknik diharapkan dapat dicapai suatu kegiatan dengan produktivitas optimal, effisien dan aman. Sebaliknya tanpa adanya perencanaan geoteknik yang baik maka akan dijumpai masalah – masalah yang akan menghambat pekerjaan terutama dalam hal kestabilan lereng. Suatu rancangan geoteknik dibuat atas dasar dua aspek utama, yaitu : a. Aspek ekonomi, dijabarkan dalam hal – hal yang berkaitan dengan jumlah material dan biaya. b. Aspek keselamatan, berupa rancangan dan pengawasan terhadap desain yang dibuat agar tidak terjadi kesalahan atau kecelakaan.

Kedua aspek tersebut seringkali berbenturan, misalkan pada penentuan sudut kemiringan lereng, ditinjau dari aspek ekonomi maka sudut kemiringan yang terjal akan semakin menguntungkan, namun sebaliknya dari aspek keselamatan lereng yang lebih landai adalah lereng yang lebih aman. Penyelidikan geoteknik dibutuhkan untuk menentukan sejauh mana lereng bisa tetap aman dengan nilai ekonomis setinggi mungkin. 1. Survey Geoteknik Penyelidikan geoteknik secara umum dilakukan atas dasar pertimbangan bahwa bukaan yang membentuk lereng terjal akan menimbulkan resiko terjadinya longsor, adapun longsor tersebut dipengaruhi oleh faktor – faktor geometri lereng, kekuatan massabatuan, struktur geologi, kondisi hidrogeologi dan faktor dari luar. Untuk lereng bukaan yang tinggi keseluruhan (overall) lebih dari15 meter, harus ada kajian / analisis geoteknik yang didukung hasil penelitian, yang menyatakan bahwa bukaan tersebut dalam keadaan aman. Selain itu penelitian geoteknik juga dibutuhkan dalam kajian metode pembongkaran batuan, disain penimbunan dan kajian tentang lapisan dasar. Kajian yang dilakukan pada penyelidikan geoteknik adalah analisis kemantapan lereng, analisis kemampu-garuan dan kemampu-galian. Analisis kemantapan lereng meliputi analisis kemantapan lereng tunggal (individual/single slope) dan lereng keseluruhan (overall slope), baik lereng atas (highwall) maupun bawah (lowwall) serta lereng timbunan. Sedangkan analisis kemampu-garuan dan kemampu-galian dilakukan untuk mengetahui tipikal karakteristik material dalam kaitannya dengan aktivitas penggalian dan penggaruan.

Tujuan dilakukannya survey geoteknik adalah: 1. Menentukan sudut kemiringan dan tinggi lereng yang aman baik pada jenjang (benches) maupun pada lereng (slope). 2. Memberikan rekomendasi metode penggalian batuan yang efisien dan cocok dengan karakteristik batuan. 3. Memberikan rekomendasi konstruksi jalan. Pengambilan contoh Geoteknik dengan sistem percontoan tanah / batuan yang belum terganggu (undisturbed sampling). Tujuannya untuk memperoleh contoh inti batuan yang memenuhi syarat untuk diproses selanjutnya di laboratorium geomekanika.Ini dilakukan dengan sistem konvensional yaitu menggunakan tabung (thinwall tube) berukuran panjang ± 50cm dan diameter ± 2 inchi yang dimasukkan ke dalam tanah. Tabung yang berisi perconto kedua ujungnya ditutup dengan plastik (terisolasi dari udara luar), agar kadar air asli di dalam conto tidak berubah pada saat dilakukan pengujian di laboratorium.

C. Penyelidikan Geoteknik 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. Biaya pelaksanaan akan sangat berpotensi membengkak karena kurang tersedianya data geologi.

Secara spesifik tujuan penyelidikan tersebut adalah untuk : a. b. c. d.

Menentukan stratifikasi tanah atau batuan pada jalur terowongan. Menentukan sifat fisik batuan. Menentukan parameter desain untuk batuan dan tanah. 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. Meningkatkan keselamatan kerja. g. Memberi pengalaman bekerja sehingga dapat memperbaiki kualitas – kualitas keputusan di lapangan. Dalam penyelidikan lapangan yang harus dilakukan adalah sebagai berikut: a. Tinjauan literatur 1. Dilakukan sebelum berangkat ke lapangan 2. Cari informasi yang pernah dipublikasikan mengenai geologi, tanah, air tanah, sejarah seismik, struktur 3. Untuk kota, informasi daerah penimbunan lama atau alterasi pola penirisan. 4. Peta geologi → Litbang geologi, geoteknologi LIPI b. Studi foto udara (bila ada) 1. Untuk melihat kondisi lokasi dari jarak yang jauh dan luas. 2. Analisis geomorfis dan sifat-sifat batuan dari evaluasi respon batuan terhadap lingkungan 3. Teknik pemotretan : vertikalitas dan kemiringan, fotografi warna,infra merah, radar. 4. Topografi lereng yang terdiri dari dua tipe dapat dikenali 5. Mudah dikenali adanya tanah longsor, patahan, struktur geologi seperti antiklin- sinklin, dome. c. Peninjauan geologi permukaan 1. Untuk mengetahui jenis dan penyebaran batuan dilokasi berupa ketebalan, sifat fisik dan mekanis di lapangan. 2. Terdiri dari pemetaan batuan dasar dan pemetaan geologi teknik. 3. Peta batuan :litologi dan batas-batasnya serta struktur geologi

4. Peta geologi teknik : singkapan batuan dan derajat pelapukan, material bahan bangunan d. Survei geofisika 1. Keuntungan : tidak merusak obyek yang diselidiki, cepat dan unit costnya 2. 3. 4. 5.

rendah. Kerugiannya : ketelitian rendah Dilakukan sebelum pemboran → untuk menentukan lokasi pemboran Teknik yang umum digunakan neutron density dan teknik gamma. 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 : 1. Portal 2. Topografi rendah di atas terowongan, yang biasanya menggambarkan struktur batuan lemah. 3. Tipe batuan dengan potensial pelapukan yang dalam 4. Di daerah yang banyak air 5. Daerah geser 6. Sumur uji 7. Pengujian in-situ 8. Pengujian laboratorium 9. Pengujian model skala penuh 10. Tahap konstruksi 11. 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. 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 Pada Batuan Cara penggalian permukaan lubang bukaan digolongkan: a. Cara portal b. Cara open cut Cara-cara tersebut dipengaruhi oleh kondisi tanah permukaan yang akan digali. 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, lintasan. Pembuangan hasil peledakan dapat langsung dipasang bersamaan dengan proses penggalian berikutnya, dan proses tunneling dapat dilakukan secara kontinu. Sedangkan kerugiannya adalah saat penggalian banyak membutuhkan alat mekanis, tidak dapat digunakan untuk batuan yang tidak stabil, dan hanya terbatas untuk terowongan yang lintasannya pendek. 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 Untuk kondisi batuan yang buruk, cara penggalian dapat dimodifikasi menjadi “top heading” → heading diperpanjang sampai 25 m – 35m atau lebih, kemudian pasangi penyangga, baru kemudian bench cut dibuat. Keuntungan dari menggunakan cara ini adalah memungkinkan pekerjaan pengeboran dan pembuangan sisa peledakan dilakukan secara simultan, efektif untuk ukuran terowongan penampang besar dan lintasan, dan dapat diterapkan untuk setiap kondisi batuan. Sedangkan kerugian dari menggunakan cara ini adalah metoda ini membutuhkan waktu yang lebih lama bila dibandingkan metoda full face. 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. Diawali dengan penggalian lubang berukuran 2.5 m x 2.5 m – 3m x 3m dari portal ke portal. Perluasan dimulai setelah penggalian center drift selesai, dengan membuat lubang untuk bahan peledakan yang dibor melingkar pada selimut drift dari sumbu terowongan.Keuntungan dari posisi lubang terhadap sumbu terowongan ini adalah sistem ventilasinya baik, tidak memerlukan sistem penyangga sementara, dan mucking

dapatdikerjakan

bersama

dengan

pekerjaan

penggalian.Sedangkan

kerugiannya adalah pekerjaan perluasan harus menunggu center drift selesai secara

keseluruhan, dan alat bor dipasang dengan pola tertentu, seringkali spasi alat bor dirubah sesuai dengan kondisi batuan yang diledakan. D. 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. E. Top drift Digunakan untuk penggalian endapan. Metodanya mirip dengan heading and bench. F. 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. G. 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. H. 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. Keuntungannya adalah efektif untuk terowongan yang lintasannya panjang, dengan topografi yang tidak memungkinkan untuk membuat sumuran, pilot tunnel dengan sendirinya merupakan sistem ventilasi, mucking dapat dilakukan dengan cepat. Sedangkan kerugiannya adalah pekerjaannya memerlukan lebih banyak waktu, biaya dibandingkan dengan metoda penggalian lainnya.

II. PENUTUP A. KESIMPULAN 1. Terowongan merupakan sebuah tembusan di bawah permukaan tanah atau gunung. Terowongan umumnya tertutup di seluruh sisi kecuali di kedua ujungnya yang terbuka pada lingkungan luarpengolahan mineral. 2. Penyelidikan geoteknik merupakan 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. Biaya pelaksanaan akan sangat berpotensi membengkak karena kurang tersedianya data geologi. 3. untuk penyelidikan geoteknik dalam pembuatan terowongan , maka akan dilakukan berbagai penyelidikan seperti : a. Tinjauan literatur b. Studi foto udara (bila ada) c. Peninjauan geologi permukaan d. Survei geofisika e. Pemboran eksplorasi

B. SARAN 1. Sebaiknya dalam pengerjaan tulisan ilmiah seperti ini diberikan waktu pengerjaan minimal 2 minggu agar hasilnya bisa maksimal

DAFTAR PUSTAKA http://www.slideshare.net/henyFTI/paper-geoteknik-terowongan http://www.slideshare.net/henyFTI/paper-geoteknik-terowongan https://www.academia.edu/5677485/Pekerjaan_Geoteknik_Pada_Pembangunan_Ter owongan

http://junaidawally.blogspot.com/2013/09/penyelidikan-geoteknik-sebelum.html http://fileq.wordpress.com/category/ilmu-pertambangan/teknik-terowongan/ https://id.scribd.com/doc/237083401/2/Penyelidikan-Geoteknik