Pekerjaan Geoteknik Pada Pembangunan Terowongan

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 (0,1609 km), dan yang lebih pendek dari itu lebih pantas disebut underpass. Misalnya, underpass bawah Stasiun Yahata di Kitakyushu, Jepang dengan panjang 0,130 km (0,081 mil) dan sehingga tidak mungkin dianggap terowongan.

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. Ada juga terowongan yang berfungsi sebagai jalan bagi hewan, umumnya hewan 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 dipergunakan ketika perang Vietnam.

Di Inggris, terowongan bawah tanah untuk pejalan kaki atau transportasi umumnya disebut subway. Istilah ini digunakan di masa lalu, dan saat ini lebih populer disebut Underground Rapid Transit System.

Berdasarkan fungsinya, terowongan dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu:

1. Terowongan Lalu Lintas (Traffic)
Beberapa penggunaan terowongan untuk lalu-lintas diantaranya:
   • Terowongan kereta api
   • Terowongan jalan raya
   • Terowongan navigasi
   • Terowongan tambang
2. Terowongan Angkutan
   • Terowongan Pembangkit Tenaga Listrik (Hidro Power)
   • Terowongan Water Supply
   • Terowongan Sewerage water
   • Terowongan untuk utilitas umum


Pekerjaan Penyangga Terowongan

Tahapan Pekerjaan Penyangga Terowongan ( B. Stillborg,1986 ), secara umum dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu :

   • Tahapan Sebelum Penggalian
   • Tahapan Selama Penggalian
   • Tahapan Setelah Penggalian

Tahapan Sebelum Penggalian

Dalam rencana penggalian terowongan, terlebih dahulu dimulai dari Penyelidikan lapangan, yaitu penyelidikan kondisi geologi sepanjang rencana jalur terowongan, untuk mengetahui jenis batuan, struktur geologi, kondisi airtanah, kemungkinan adanya gas beracun yang ada pada sepanjang rencana jalur terowongan.

Setelah itu masuk pada tahap excavation requirement, dimana pada tahap ini rencana penggalian yang tepat dan sesuai dengan kondisi batuan yang ada sepanjang terowongan dapat direncanakan dari awal. Pada tahap ini sudah dapat diprediksi pada KM berapa galian harus dilaksanakan dengan cara dan penggunaan alat yang sesuai.

Pada pekerjaan pertambangan yang pelaksanaannya bisa mencapai ratusan kilometer, galian dengan kondisi batuan yang sangat bervariasi, penggalian terowongan dapat digunakan dengan beberapa metode dan alat yang berbeda-beda. Dengan berbedanya cara penggalian, akan berkaitan dengan penggunaan penyangga yang diberikan.

Tahap selanjutnya yaitu desain awal dimana setelah excavation requirement ini, berkaitan dengan desain awal terhadap penyangga yang akan digunakan sepanjang jalur terowongan. Tahapan ini sudah dapat diprediksi jenis/macam penyangga yang akan digunakan, volume nya serta lokasi penempatannya.

Setelah tahap pendesainan awal, dilakukan tahapan pemilihan system monitoring, dimana pada tahap ini dilakukan pemilihan alat monitoring yang tepat untuk kestabilan galian sepanjang terowongan, harus ditentukan sebelum galian terowongan dilaksanakan. Pemilihan system monitoring ini adalah untuk selama waktu penggalian dan setelah pelaksanaan selesai.

Tahapan Selama Penggalian

Pada tahapan ini semua tahapan sebelum penggalian memasuki tahapan kondisi nyata (real condition). Pada tahapan ini dilakukan beberapa pekerjaan antara lain penyelidikan detil lapangan, yaitu setiap jengkal kemajuan penggalian terowongan, dilakukan pemetaan geologi secara detail yang dimaksudkan untuk melakukan observasi kondisi batuan pada setiap cycle blasting untuk dilakukan pengklasifikasian batuan yang ada guna mengetahui pengaruh kondisi massa batuan dimana diklasiflkasikan berdasarkan nilai RMR nya dalam perencanaan pembuatan penyangga terowongan tersebut sehingga dapat diketahui jenis penyangga apa yang tepat dan kapan waktu pemasangannya.

Setelah diketahui kondisi geologi detil terowongan, barulah dilakukan pemasangan penyangga yang didasarkan dari hasil penyelidikan geologi detil tersebut.

Berdasarkan pengalaman dan kondisi detil, maka akan dilakukan review design yang nantinya diperoleh desain baru untuk penyangga terowongan yang mengkoreksi dari desain yang dibuat sebelumnya yang dibuat berdasarkan asumsi-asumsi awal yang sebagian besar masih berdasarkan interpretasi kondisi batuan sepanjang batuan.

Pekerjaan terakhir pada tahapan ini yaitu pemasangan system monitoring yang berdasarkan perencanaan peralatan pada tahap sebelum penggalian, atau jika diperlukan akan ditambahkan peralatan tambahan. System monitoring ini untuk memantau efektifitas penyangga yang dipasang efektif atau tidak. Bila penyangga yang digunakan tepat, maka tidak akan terjadi deformasi batuan dan bila dari hasil monitoring masih terjadi deformasi batuan, maka penyangga akan diperkuat lagi alat yang digunakan dalam system monitoring ini antara lain: 

· Crown settlement ( Dipasang di atap terowongan )

   Digunakan untuk mengetahui penurunan atap terowongan melalui alat survey.

· Convergence meter ( Dipasang pada sisi dinding terowongan )

   Alat ini berfungsi untuk mengetahui defleksi terowongan ke arah dalam atau luar.

· Extensometer ( Dipasang pada sekeliling terowongan pada kedalaman tertentu )

   Berfungsi sebagai alat untuk mengetahui deformasi batuan / tanah di sekeliling terowongan pada kedalaman tertentu.

· Ground Presure Meter ( Dipasang pada batas antara lining concrete dan batuan )

   Alat ini berguna untuk mengetahui pengaruh tekanan batuan / tanah pada terowongan.

· Spring Settlement

   Alat ini digunakan untuk mengetahui penurunan dinding terowongan melalui alat ukur

· Shocrete / Concrete Stress Meter ( dipasang pada batas lining concrete dan batuan)

   Berfungsi untuk memantau perubahan stress dari shocrete dan batuan.

· Rock Bolt axial Force

   Yaitu alat untuk memantau perubahan gaya axial pada rock bolt.

· Steel Support Sterss

   Untuk memantau perubahan stress pada Steel Support

· Steel Support Bending Moment

   Berfungsi untuk memantau perubahan moment pada Steel Support

· Crack Displacement Meter

   Yaitu alat yang digunakan untuk memantau rekahan yang telah terjadi.

Tahapan Setelah Penggalian

Pada tahap akhir ini hanya dilakukan pekerjaan pemasangan monitoring jangka panjang dimana tujuan pemasangan sistem monitoring ini adalah untuk memantau deformasi pada lubang terowongan setelah dipasang penyangga permanen secara jangka panjang, serta memantau kondisi airtanah di sekitar terowongan.

Dalam pelaksanaan pembuatan terowongan, pastinya menemukan masalah-masalah yang berkaitan dengan kondisi massa batuan antara lain jalur terowongan yang melewatri Zona Patahan atau sesar aktif dapat membahayakan apabila elevasi terowongan dibawah muka air. Arah sesar terhadap sumbu terowongan harus dipertimbangkan dengan seksama.

Untuk menentukan efek joint pada konstruksi terowongan, Bieniawski (1974) mengelompokan massa batuan menjadi lima kelompok untuk mengetahui metode yang cocok digunakan untuk pelaksanaan. Material batuan dengan banyak joint dapat digali dengan menggunakan ripper.

Bidang permukaan joint yang lebar sering dijumpai dalam pelaksanaan terowongan. Jika arahnya sejajar atau hampir sejajar dengan as terowongan maka dapat menimbulkan masalah besar dalam pelaksanaannya.

Jangka waktu dimana masa batuan masih dalam kondisi stabil tanpa perlu sokongan disebut dengan Stand-Up Time atau bridging capacity. Stand-up time ini tergantung dari lebar bukaan, kekuatan batuan dan pola diskotinuitas. Bila Stand-up time rendah berarti segera setelah dilakukan pembukaan/penggalian harus segera dilakukan proteksi atau supporting terhadap massa batuan yang ada. Penciutan pada lubang terowongan yang digali dapat terjadi sebagai akibat perubahan kondisi tegangan, munculnya tegangan geser sesar dan adanya lapisan lempung ekspansif.

Masalah serius yang terjadi pada saat penggalian terowongan adalah adanya aliran air yang bersifat tiba-tiba dalam jumlah besar. Kondisi air tanah adalah factor penyebab utamanya. Untuk terowongan yang berada dibawah sungai atau laut, maka bocoran harus sama sekali dihindarkan, karena jumlah air yang dapat memasuki lubang terowongan akan sulit terkontrol. Pada terowongan sipil yang biasanya dangkal maka temperature tidak terlalu berpengaruh pada pelaksanaannya namun demikian biasanya hal tersebut dapat diantisipasi sepenuhnya dengan membuat sebuah ventilating system yang baik, hal ini juga sangat berguna untuk mengantisipasi adanya gas- gas berbahaya yang timbul dari massa batuan yang ada.

Getaran gempa adalah faktor penting yang harus diperhitungkan dalam perencanaan lining dan supporting system. Pengaruh gempa biasanya relatif lebih kecil dibandingkan pada struktur yang terdapat di atas permukaan tanah.

Sumber :

Hastowo, Pudji. 2009. Tunnel Supporting. Semarang : Departemen Pekerjaan Umum.

J. S, Dwijanto. 2005. Hand out Geoteknik D4 Sungai dan Pantai. Bandung : Departemen Pekerjaan Umum.

Kolymbas, Dimitrios. 2008. Tunneling and Tunnel Mechanics A Rational Approach toTunnelling. Jerman : Springer-Verlag Berlin Heidelberg