7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 1/18
TUGAS MID TEST PERALATAN DAN PENGANGKUTAN
TAMBANG BAWAH TANAH
TUNNEL BORING MACHINE (TBM)
OLEH :
RONY PANJAITAN
NIM : DBD 112 172
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS PALANGKA RAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN/PRODI TEKNIK PERTAMBANGAN2015
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 2/18
A. Pengertian Tunnel Boring Machine (TBM)
Tunnel boring machine (TBM) adalah alat penggali terowongan. Karena bentuk mesinyang menyerupai silinder, permuka terowongan yang terbentuk jadi seperti
lingkaran.TBM dapat digunakan pada batuan lunak hingga batuan keras. Diamater alat
ini bervariasi mulai dari 1 meter hingga 19 meter.
TBM dilengkapi dengan mata bor yang tersebar di permukaan kepala bor. Kepala bor
yang berbentuk silinder ini kemudian berputar dan menggerus batuan. Begitu seterusnya
sambil TBM bergerak maju. TBM digunakan sebagai alternatif metode drilling and blasting (D&B). Drilling and blasting merupakan metode konvensional untuk membuat
terowongan yang terdiri dari beberapa tahap dengan drilling (membor) dan blasting
(meledakkan) sebagai dua tahap paling utama.
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 3/18
TBM terutama digunakan untuk keperluan konstruksi sipil (terowongan kereta api,
terowongan bawah laut) dan tambang bawah tanah. Terowongan yang digali dengan
TBM akan langsung memiliki permukaan rata hingga tidak lagi diperlukan pekerjaanfinishing. Kekurangan terbesar TBM ada di biaya kapital (capital cost). Harga TBM
ukuran besar jelas sangat mahal, belum lagi kendala transportasi dan infrastruktur
penunjang yang perlu pula disiapkan di lapangan.
Sejarah TBM bermula pada 1825, setelah versi awal mesin ini sukses menggali
terowongan Thames di Inggris. Tentu saja pada waktu itu mesin ini masih sederhana.
Setelah terowongan digali, proses finishing masih perlu dilakukan.
Sedang TBM terbesar dibuat oleh Herrenknecht AG of Schwanau, perusahaan asal
Jerman. Mesin ini memiliki diameter 19 meter, digunakan untuk menggali terowonganGotthard Base sepanjang 57 km.
B.
Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pemilihan Metode Tunneling
1. Kondisi Tanah, ini merupakan factor utama yang tidak hanya mempengaruhi metode
yang dipilih tetapi juga menjadi pembatas utama bagi metode-metode tertentu.(a) Tanah Lunak: clay, gravel, sand, weathered rock
(b) Batu: batu dengan rentang kekuatan dari yang relative lunak seperti batuan sediment
dengan UCS (unconfined compression strength) 10-40 MPa sampai dengan batuan
igneous kuat dengan UCS 150-300 MPa.(c) Mixed face: tunneling pada lapisan bedrock sering menghadapi bagian atas tunnel
face berupa tanah atau heavily weathered rock sementara bagian bawah berupa batu.
2. Ukuran Tunnel, microtunnel dengan diameter kurang dari 0,9 m sampai dengan full
face TBM (tunnel boring machine) dengan diameter sampai atau lebih dari 12 msemuanya membutuhkan perhatian dan penyelidikan yang komprehensif terhadap
kondisi tanah. Meningkatnya diameter tunnel menyebabkan perubahan yang signifikan
terhadap problem-probem khusus dalam tunneling.
3. Aspek Lingkungan, pengoperaisan peledakan maupun drill mungkin tidak dapat
dilakukan didaerah perkotaan, perubahan muka air tanah dan perubahan pola drainase
akibat aktivitas pekerjaan tunneling dapat mempengaruhi permukaan tanah.
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 4/18
4. Variabel Lokal, ketersediaan tenaga kerja yang menguasai tunneling, lokasi phisik
lapangan, kondisi infrastruktur setempat adalah factor-faktor yang juga turut
mempangaruhi pemelihan metode
Metode tunneling yang menggunakan alat Tunnel Boring Machine (TBM) yang
disesuaikan dengan kondisi tanah yaitu :
a. Tunnel Boring Machine untuk tanah Lunak
1. Open Shield
Struktur dasar dari open shield terdiri dari tiga bagian yaitu, shield body, shieldtail, dan cutting edge. Bentuk shield dibuat sama dengan dengan bentuk
potongan tunnel, meskipun dimensinya agak sedikit lebih besar dari yang
terakhir. Bentuk paling umum tunnel yang dibuat dengan TBM adalah sirkular,
sehingga menyebabkan adanya tendensi rolling ketika maju.Shield body. Bagian ini berupa shell baja yang diperkuat dengan rib dan bracing.
Di bagian ini ditempatkan beberapa peralatan seperti hydraulic rams dan peralatan pompa hidrolik untuk mendorong shield maju ke depan. Panjangtipikal dari shield body ini sekitar 2 m, tergantung dari ukuran diameter galian.
Shield tail. Bagian ini terletak di belakang shield body, dan berfungsi sebagai
penyedia ruangan untuk lining segments (precast lining) yang akan dipasangselama proses pemasangan lining berlangsung. Lebar tail umumnya sekitar satu
setengah kali lebar unit lining. Biasanya antara lining dan tail terdapat celah
sebesar 25 mm untuk melakukan koreksi alinemen.Cutting edge. Shield bagian ini merupakan ujung terdepan yang membutuhkan
perkuatan dengan plat baja. Seringkali bagian ini juga dilapis dengan material
abrasion-resistant ketika menghadapi tanah keras.
Compressed-air sering digunakan ketika tunneling dilakukan di bawah muka airtanah di tanah pasir, disamping cara lain seperti menurunkan muka air tanah,
grouting, dan freezing. Kebutuhan seperti ini menyebabkan dibuatnya alat TBM
yang mampu melakukan tunneling untuk tanah non-cohesive baik di atas
maupun di bawah m.a.t tanpa membutuhkan compressed air, yaitu denganmenggunakan bentonite shield.
2. Slurry Shield Prinsip dasar dari metode operasi slurry shield adalah dengan meng-injeksikan
slurry mixture bertekanan kedalam ruang yang menutupi working face.
Akibatnya, tanah yang berada di depan tunnel face terpenetrasi dengan slurry
dan menjadi cukup padat (efek filter cake) sehingga dapat dipotong oleh cutterhead. Potongan material akan terkumpul di bagian bawah yang kemudian
dipompa keluar. Bentonite akan dimasukkan kembali ke bagian face setelah
dipisahkan dari partikel-partikel tanah.
3. Earth Pressure Balance (EPB) Shield
Shield bentuk ini digunakan pada tanah lunak di bawah m.a.t tanpamenggunakan slurry. Sebuah cutter head yang berputar dan dilengkapi dengan
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 5/18
drag pick membentuk bagian depan dari shield machine tipe ini. Material yang
telah digali akan terkumpul dalam ruang khusus di belakang cutter head dan
membentuk sebuah plug yang memberikan daya dukung ke bagian face danmengontrol pengaruh air tanah terhadap stabilitas tunnel face.
Debris yang terkompresi dikeluarkan menggunakan screw conveyor dan
dimasukkan ke dalam system pembuangan. Dengan pengoperasian yang tidakmembutuhkan slurry maupun air, maka pembuangan debris dapat dilakukandengan mudah dan relative bersih.
b. Tunnel Boring Machine untuk Hard Rock
Prinsip dasar operasi penggalian dengan TBM adalah penggunaan cutting head
yang dilengkapi dengan cutters yang sesuai di bagian tunnel face. Cutting head
diputar dengan kecepatan konstan dan dorongan ke tunnel face yang dilakukanoleh system pendorong hidrolik yang dijangkarkan ke sisi-sisi tunnel dengan
hydraulic rams.
Cutters Bagian terpenting yang berfungsi untuk memotong tanah atau batu yang
ditempatkan pada bagian cutting head adalah cutters. Berbagai tipe cutters
digunakan dan dipilih sesuai dengan kondisi tanah setempat. Beberapa macamcutters beserta fungsinya, yaitu:
1. Drag cutters (picks)
Digunakan untuk tunneling di tanah lunak, tersedia dalam berbagai ukuran dan bentuk. Cara kerjanya adalah dengan memotong dalam gumpalan besar tanah
sehingga memungkinkan penggalian tanah lunak dan plastis dilakukan secara
efisien. Untuk penggalian batu drag cutter akan mudah aus bahkan rusak jika
menghadapi batuan massif.2. Disc cutter
Disc cutter digunakan untuk memecahkan batu dengan cara rolling dan menekan
disc yang dipasang pada cutter head ke permukaan tunnel. Cutters tersebutdipasang pada heavy capacity bearing. Konfigurasi disc ini dapat berbentuk
single, double, triple, atau multi disc. Prinsip kerjanya adalah dengan
membentuk groove pada batuan disamping juga memberikan gaya geser untukmematahkan puncak groove yang tersisa. Batuan dengan nilai UCS sampai
dengan 175 MPa dapat dipotong dengan disc tipe ini. Batu dengan high abrasive
akan menimbulkan kesulitan jika menggunakan disc tipe ini, sehingga
aplikasinya terbatas pada batu dengan UCS yang lebih rendah. Pemasangantungsten carbide disekeliling disc dapat meningkatkat aplikasinya pada batuan
yang lebih keras.
3. Roller cutter
Ada dua tipe roller cutter: milled-tooth dan tungsten carbide insert. Milled-toothmenyebabkan pecahnya batuan akibat penetrasi lokal, hasilnya berupa serpihan
batuan disekitar cutter dengan keruntuhan kombinasi gaya geser dan tarik.
Tungsten carbide insert digunakan khusus jika karakter abrasive batuan diluarkemampuan milled-tooth cutter. Galian batu dengan tungsten carbide insert
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 6/18
roller cutter menyebabkan disintegrasi batuan dengan cara grinding dan
pulverizing. Meskipun kecepatan penetrasinya relative lambat karena
diproduksinya butiran halus dalam jumlah besar, dan harga cutters yang sangatmahal, cutter jenis ini mungkin merupakan tipe yang paling mungkin berhasil
jika menghadapi batuan paling kuat yang mungkin ditemui saat penggunaan
tunneling machine.
Konf igurasi Cutting Head Pada kondisi tanah lunak, umumnya drag cutters digunakan pada seluruh
permukaan cutting head face, tetapi pada kondisi batu berbagai kombinasi tipecutter dan layout digunakan. Konfigurasi cutting head TBM terdiri dari tiga zone
yang berbeda, yaitu bagian centre, face, dan outside edge.
Centre cutters. Bagian pusat membutuhkan serangkaian cutter untuk
menghasilkan galian dengan cepat dan efektif pada kondisi kecepatan pemotongan yang relative rendah. Beberapa desian cutting head menggunakan
cutters yang disusun dalam bentuk tricone untuk memecah batuan. Jika hanya
menggantungkan galian batuan dengan cara grinding dan pulverizing pada posisikunci ini, maka akan menyebabkan lambatnya pergerakan maju dari tunneling.
Face cutters. Main face area umumnya digali dengan disc atau roller, tegantung
kekerasan batuan. Dalam beberapa situasi seperti pada batuan yang lebih lunak
juga digunakan drag cutter.
Gauge cutter. Bagian ini terletak di ujung luar dari cutting head, dan bertujuanuntuk membuat bukaan sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan. Gauge cutter
umumnya dari tipe disc atau roller yang ditingkatkan kekuatannya agar mampu
menahan aus lebih lama.
C.
Bagian –
bagian Tunnel Boring Machine (TBM)
1. Bagian-bagian TBM
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 7/18
2. Pabrik Tunel Boring Machine (TBM)
Ini adalah tempat memanufaktur mesinnya, sebelum dikirim dan digunakan ditempat
yang sebenarnya maka dilakukan uji coba atau pengetesan kinerja terlebih dahulu sesuai
standar yang digunakan.
Uji Coba
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 8/18
Hasil
Testing
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 9/18
3. Pengiriman Tunnel Boring Machine (TBM)
Mesin ini beserta kelengkapannya dikirim ke site dalam bentuk terpisah. Itu tentunya
untuk mempermudah pengiriman karena sizenya yang besar.
4. Perakitan Tunnel Boring Machine (TBM)
Di tempat ini nantinya akan dibuka dengan membuat lubang, digali satu jalan terlebihdahulu dan kemudian TBM dimasukkan ke dalamnya. Di dalam galian tersebutlah TBM
ini dirakit.
Berikut gambar-gambar yang menunjukkan proses perakitan Tunnel Boring Machine(TBM) tahap demi tahap yaitu :
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 10/18
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 11/18
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 12/18
5. Proses Kerja Tunnel Boring Machine (TBM)
Penggerusan Tanah
Kepala bor yang berbentuk silinder ini akan berputar dan menggerus tanah dan batuan. Begitu seterusnya sambil TBM bergerak maju. Tanah yang masuk padasilinder akan dialirkan ke belakang melalui screw conveyor dan conveyor-
conveyor yang lain.
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 13/18
Pemasangan Segment
Setelah penggerusan tanah kemudian dipasanglah segmen-segmen untuk dinding
terowongan. Segment-segment tersebut telah dibuat sebelumnya bisa di site
langsung atau di tempat lainnya.
PEMBUATAN SEGMENT
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 14/18
Pengiriman Segment
Pemasangan Segment
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 15/18
Hasil Pemasangan Segment
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 16/18
6. Resiko Kegagalan Pengerjaaan Tunnel Boring Machine (TBM)
Semua pekerjaan pasti ada resikonya , termasuk pengeboran terowongan ini. Bisa jadi
salah perhitungan, salah eksekusi, atau bisa jadi salah pemilihan teknologi.
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 17/18
D. Kelebihan dan Kekurangan Tunnel Boring Machine
Kelebihan TBM
- Ukuran (diameter) terowongan sesuai dengan yang diinginkan
-
Tenaga manusia yang diperlukan lebih sedikit
- Keamanan selama penggalian lebih terjamin
Kekurangan TBM
- Biaya / harga TBM sangat mahal sehingga hanya cocok untuk pembangunan
terowongan yang panjang
- Hanya untuk bentuk terowongan bulat atau elips
- Diperlukan tenaga ahli yang berpengalaman
- Akan mengalami kesulitan jika digunakan pada batuan yang kompleks
7/17/2019 Tunnel Boring Machine
http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 18/18
DAFTAR PUSTAKA
http://dunia-atas.blogspot.com/2011/03/tunnel-boring-machine-mesin- bor.html, diakses tanggal 7 Agustus 2015
https://fileq.wordpress.com/2012/08/27/teknologi-tunnel-boring-
machine-tbm/, diakses tanggal 7 Agustus 2015
http://bebas-unik.blogspot.com/2015/01/tbm-alat-penggali-
terowongan-bawah-tanah.html, diakses tanggal 7 Agustus 2015
http://www.kaskus.co.id/thread/51fb6c921acb17e43f000002/tunnel-
boring-machine-tbm-alat-pengebor-terowongan-bawah-tanah, diakses
tanggal 7 Agustus 2015
Top Related