Perancangan dan Pelaksanaan Terowongan dengan metode ... · Perancangan dan Pelaksanaan Terowongan...
Transcript of Perancangan dan Pelaksanaan Terowongan dengan metode ... · Perancangan dan Pelaksanaan Terowongan...
Perancangan dan Pelaksanaan Terowongan denganmetode penggalian bertahap (NATM)
Fahmi Aldiamar
Susy K Ariestianty
Balai Geoteknik Jalan, Puslitbang Jalan dan Jembatan
Fasilitas terowongan
Evaluasi kondisi geologi, geoteknik dan hidrogeologiEvaluasi pengaruh pada daerah sekitar
Perencanaan portal
Penentuan metode penggalian dan sistem perkuatan
Dinding terowongan
Penentuan rute dan
alinemen
1
2
3
4 5
6
7
Picture source: FHWA (2009), JSCE (2007) and Awaji (2013)
Supply and demand
Evaluasi kondisi geologi, geoteknik dan hidrogeologi
Permasalahan ketidakstabilan pada terowongan
TAHAPAN PERENCANAAN + PELAKSANAAN TEROWONGAN JALAN
PENYELIDIKAN LAPANGAN & LABORATORIUM
Jenis pengujianParameter yang
didapatkanStandar pengujian
Uji kuat tekan bebas tanah
Uji kuat tekan bebas batuan
Kuat tekan bebas
batuan/tanah, qu (kN/m2)
SNI 3638:2012
SNI 2825:2008
Uji berat isi tanah Berat isi, (kN/m3) SNI 03-3637-1994
Penyelidikan geofisika:
Uji seismik refraksi
Uji crosshole
Uji downhole
Uji seismik refleksi
Kecepatan gelombang
elastis batuan/tanah, Vp
(km/detik)
ASTM D5777 - 2011
ASTM D4428 / D4428M-14
ASTM D7400 - 08
ASTM D7128 – 05(2010)
Uji laboratorium cepat rambat
ultrasonik dan konstanta elastik
Kecepatan gelombang
ultrasonik contoh uji, up
(km/detik)
SNI 06-2485-1991
Pengambilan contoh batuan inti dan
Penamaan Mutu Batu, PMB (Rock
Quality Designation, RQD)PMB/RQD SNI 2436:2008
PENDEKATAN EMPIRIS
PENYELIDIKAN LAPANGAN & LABORATORIUM PENDEKATAN ANALITIS
Metode pengujian Parameter yang didapatkan Standar pengujian
Hydraulic fracturing
Tegangan lapangan (in situ stress)
SNI 13-4180-1996
Overcoring ASTM D4623 – 08
Flat Jack test ASTM D4729 – 08
Plate bearing test
Modulus deformasi
ASTM D1195 / D1195M – 09
Borehole dilatometer test SNI 13-6664-2002
Flat Jack test ASTM D4729 – 08
Radial jacking test ASTM D4506 - 13e1
Pressuremeter Pd T-03.2-2005-A
Dynamic measurementASTM D4395 – 08
ASTM D4971 – 08
Acoustic televiewing Pencitraan dan ketidakseragaman
(discontinuities)
ASTM D5753 - 05(2010)
ASTM D6167 – 11
Borehole video televiewing ASTM D5753 - 05(2010)
Slug test
Permeabilitas
ASTM D4044 - 96(2008)
Packer test SNI 2411:2008
Pumping test SNI 03-6453-2000
Sumber: FHWA (2009)
PENYELIDIKAN LAPANGAN & LABORATORIUM PENDEKATAN ANALITIS
Metode pengujian Informasi yang didapatkan Standar pengujian
Seismik refraksi Perlapisan tanah atau batuan
Kedalaman batuan dasar
Kedalaman muka air tanah
Topografi batuan dasar
Perubahan litologi lateral tanah atau batuan
ASTM D5777 - 2011
Resistiviti elektrik dengan
metode Wenner
Resistiviti elektrik dengan
metode Schlumberger
Kedalaman batuan dasar
Kedalaman muka air tanah
Lokasi batuan dengan rekahan tinggi atau zona patahan
Rongga
Sisipan pasir, bongkah atau material organik
Batuan dan tanah yang memiliki kelulusan air (permeable rock)
Perubahan litologi lateral tanah atau batuan
SNI 2528:2012
SNI 2818:2012
Propagasi gelombang seismik
(Seismic wave propagation): cross-
hole, up-hole atau down-hole dan
parallel seismic.
Perlapisan tanah atau batuan
Kedalaman batuan dasar
Sisipan pasir, bongkah atau material organik
Batuan dan tanah yang memiliki kelulusan air (permeable rock)
Pd T-03.2-2005-A
Sumber: FHWA (2009)
Penentuan kategori tanah/batuan
Penentuan kategori tanah/batuan
Penentuan kategori tanah/batuan
PEMILIHAN METODE PENGGALIAN & SISTEM PERKUATAN
PENDEKATAN EMPIRIS
ROCK MASS RATING (RMR)(Bieniawski, 1989)
6 parameter dapat digunakan untuk mendapatkan klasifikasimassa batuan menggunakan RMR :
1. Uniaxial compressive strength of rock material.
2. Rock Quality Designation (RQD).
3. Spacing of discontinuities.
4. Condition of discontinuities.
5. Groundwater conditions.
6. Orientation of discontinuities.
PEMILIHAN METODE PENGGALIAN & SISTEM PERKUATAN
PENDEKATAN EMPIRIS
Contoh Penggunaan RMR pada terowonganpengelak Jatigede
Contoh Penggunaan RMR pada terowongan pengelak Jatigede
Secara umum, terdapat 2 kelas massa batuan sepanjangterowongan pengelak Jatigede berdasarkan RMR :
Tabel Parameter Value Rating
A.1 UCS 0.29 – 9.8 Mpa 2
A.2 RQD 25% 8
A.3 Spacing of discontinuities < 50 mm 5
A.4 Condition of discontinuities result from E 7
A.5 Groundwater >125 l/m 0
BAdjustment for joint
orientation
Drive with dip 45-
90o 0
TOTAL 22
Class IV: Poor rock
1
Tabel Parameter Value Rating
A.1 UCS 9.8 Mpa 2
A.2 RQD 25-50% 8
A.3 Spacing of discontinuities 0.3 – 1.0 m 15
A.4 Condition of discontinuities result from E 12
A.5 Groundwater >125 l/m 7
BAdjustment for joint
orientation
Drive with dip 45-
90o 0
TOTAL 44
Class III: Fair rock
2
Penentuan tipe perkuatan dan metode penggalian untuk terowongan batuandengan lebar 10 m berdasarkan sistem RMR (After Bieniawski 1989).
PEMILIHAN METODE PENGGALIAN & SISTEM PERKUATAN
PENDEKATAN EMPIRIS
Q System
7 parameter dapat digunakan untuk mendapatkan klasifikasimassa batuan menggunakan Q System :
1. Rock Quality Designation (RQD).
2. Joint set Number
3. Joint Roughness Number
4. Joint Alteration Number
5. Joint Water Reduction Number
6. Stress reduction Number
7. Type of Excavation
PEMILIHAN METODE PENGGALIAN & SISTEM PERKUATAN
PENDEKATAN EMPIRIS Q System
Parameter Value
RQD 25Jn 9Jr 1.5Ja 2Jw 0.5
SRF 7.5
Q Value 0.14
Secara umum, terdapat 2 kelas massa batuan sepanangterowongan pengelak Jatigede berdasarkan RMR :
1
2 Parameter Value
RQD 37.5Jn 4Jr
3Ja
1Jw 0.5
SRF 2.5
Q Value 5.63
Nilai Nilai ESR diambil berdasarkanTabel dibawah• Untuk mendapatkan kebutuhan perkuatan berdasarkan Q System,
maka perlu dilakukan perhitungan sebagai berikut:
Span tunnel in Jati Gede = 14 m
ESR = 1.6
Span or height in m/ESR = 8.75
Q value dan Span atau height pada satuan m/ESR
Berdasarkan kualitas massa batuan dan grafikpenyangga batuan dapat disimpulkan:
Terdapat 2 kategori massa batuan sepanjang terowonganpengelak Jatigede:
• Q value = 0.14
• Span or height in m/ESR= 8.75
Class E Very Poor Rock
Support Category:
• Fibre reinforced sprayed concrete and bolting, length of bolting 2.9 m,
• Reinforced ribs of sprayed concrete and bolting
• Q value = 5.63
• Span or height in m/ESR= 8.75
Class C Fair Rock
Support Category:
• Systematic bolting length of bolting 2.9 m,
• fibre reinforced sprayed concrete
1 2
METODE PENGGALIAN & SISTEM PERKUATAN
SISTEM PERKUATAN
BETON SEMPROT(shotcrete)
BAUT BATUAN(rock bolt)
PENYANGGA BAJA(steel arch)
LANTAI KERJA(invert)
JENIS-JENIS PERKUATAN
TEROWONGAN
KONSEP FUNGSI & PENGARUH BETON SEMPROT(JSCE, 2007)
METODE PENGGALIAN & SISTEM PERKUATAN
FUNGSI
ketahanan tekan aksial beton
ketahanan geser beton
ketahanan lentur beton
ketahanan geser, ketahanan adhesi permukaan beton-bedrock
PENGARUH
pencegahan jatuhan batu, menahan massa batuan kecil
penggunaan tekanan internal ke batuan dasar
perkuatan lapisan yang lemah dan proteksi bentuk
meratakan distribusi tegangan
melindungi yang menutupi, mencegah degradasi batuan dasar
KONSEP FUNGSI & PENGARUH BAUT BATUAN(JSCE, 20007)
METODE PENGGALIAN & SISTEM PERKUATAN
Kuat tahan tarik baut batuan
Kuat tahan geser baut batuan
FUNGSI
Pengaruh penguatan batuan dasar
Efek tekanan internal
Efek penyangga beton semprot
Efek suspensi
Efek menggabungkan
(stitch)
Efek meningkatk
an sifat-sifat alami
batuan dasar
PENGARUH
KONSEP FUNGSI & PENGARUH PENYANGGA BAJA(JSCE, 2007)
METODE PENGGALIAN & SISTEM PERKUATAN
FUNGSI
Ketahanan tekan aksial
Ketahanan geser
Ketahanan tekuk
PENGARUH
Penyangga massa batuan
Perkuatan tanah/batuan yang lemah
Utilisasi tekanan dalam ke arah tanah/batuan
Perkuatan beton-semprot
Transfer beban ke tanah/batuan (footing)
Penyangga untuk forepoling
Metode penggalian terowongan
lubang-ledak kontur
lubang-ledak produksi
daerah pemotongan
lubang-ledak kosong
Drill and blast excavation method
PEMBUATAN LUBANG-LEDAK MENGGUNAKAN BOOM ELECTRO HYDRAULIC JUMBO
Tahap peledakan
Evaluasi kondisi geologi dan sistem perkuatan