BAB IPENDAHULUAN
1.1 PengertianTerowonganadalah sebuah tembusan di bawah permukaantanahataugunung. Terowongan umumnya tertutup di seluruh sisi kecuali di kedua ujungnya yang terbuka pada lingkungan luar. Beberapa ahliteknik sipilmendefinisikan terowongan sebagai sebuah tembusan di bawah permukaan yang memiliki panjang minimal 0.1 mil, dan yang lebih pendek dari itu lebih pantas disebutunderpass. Terowongan biasa digunakan untuk lalu lintaskendaraan(umumnyamobilataukereta api) maupun para pejalan kaki atau pengendarasepeda. Selain itu, ada pula terowongan yang berfungsi mengalirkanairuntuk mengurangibanjiratau untuk dikonsumsi, terowongan untuk saluran pembuangan,pembangkit listrik, dan terowongan yang menyalurkankabeltelekomunikasi. Ada juga terowongan yang berfungsi sebagai jalan bagihewan, umumnyahewan langka, yang habitatnya dilintasijalan raya. Beberapa terowongan rahasia juga telah dibuat sebagai metode bagi jalan masuk ke atau keluar dari suatu tempat yang aman atau berbahaya seperti terowongan dijalur Gaza, danterowongan Cu ChidiVietnamyang dibangun dan dipergunakan ketikaperang Vietnam.Desain, pengembangan dan pengoperasian sistem terowongan merupakan elemen penting dalam pertambangan, dan perlu masukan teknis khusus.Pengalaman menunjukkan bahwa konsekuensi dari kerusakan pada sistem terowongan yang disebabkan oleh faktor geoteknik adalah serius dan mahal.Pengendalian kondisi tanah merupakan faktor kunci dalam desain dan kemerosotan terowongan, karena kondisi ini sangat bervariasi di sepanjang terowongan dan memerlukan teknologi khusus untuk memastikan keamanan dan fungsionalitas. Dekat dengan permukaan, batuan lapuk dan tanah sisa adalah hal yang biasa; material ini umumnya terlalu lemah untuk memikul beban pondasi tinggi yang diberikan oleh struktur hedgear besar, wnder houses dan infrastruktur permukaan lainnya. SRK telah merancang tumpukan beton untuk membawa beban permukaan yang diberikan oleh hedgear terowongan. Pada pembesaran tanah, sistem tumpukan ganda inovatif telah digunakan untuk membawa beban dan juga untuk mencegah tekanan tanah dari merusak infrastruktur.Air tanah sering mempengaruhi daerah atas terowongan dan harus dikendalikan oleh pengisian/sementasi (grouting) untuk mencegah air memasuki terowongan, atau dengan sistem drainase yang dibangun ke dalam struktur lapisan.1.2 Metode Dasar Pembuatan Terowongan Pada Batuan
Cara penggalian permukaan lubang bukaan digolongkan:a. Cara portalb. Cara open cut
Cara-cara tersebut dipengaruhi oleh kondisi tanah permukaan yang akan digali.Metoda penggalian ada 5 cara, yaitu:
Full faceCara 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, lintasanpembuangan 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.
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 pasangipenyangga, 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.
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 :
Center drift
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.
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.
Top drift
Digunakan untuk penggalian endapan. Metodanya mirip dengan heading andbench.
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.
Sumuran vertikal
Awal dibuat lubang vertikal sampai pada terowongan yang akan digali. Dengandemikian akan terbentuk tiga buah heading face.
Sumuran dapat bersifat sementara atau permanen. Sumuran sementara berfungsi saatpelaksanaan 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 untukkeperluannya, misal sebagai sarana ventilasi.
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, biayadibandingkan dengan metoda penggalian lainnya.
1.3Terowongan Pada Batuan
Geologi adalah factor terpenting dalam menentukan jenis, bentuk dan biaya terowongan, pelaksanaan terowongan akan menemui tingkat ketidak pastian yang tinggi jika data kondisi batuan atau tanah disekitar terowongan tidak lengkap.
Sebelum pelaksanaan terowongan, pada umumnya akan dilakukan penyelidikan geologi teknik menggunakan metode pemboran, insitu testing, adits maupun pilot tunnel. Adits untuk ekplorasi umumnya tidak dilakukan kecuali suatu bagian terowongan dianggap berbahaya. Pada pemboran inti, core sampel harus selalu disimpan untuk membantu jika ditemui masalah geoteknik saat pelaksanaan.Pilot tunnel adalah cara terbaik untuk menyelidiki lokasi terowongan dan harus digunakan bila terowongan berukuran besar akan dilaksanakan pada jalur yang mempunyai kondisi geologi yang kritis. Degan membuat pilot tunnel maka berbagai masalah yang akan ditemui pada pelaksanaan penggalian pada skala yang lebih besar dapat diantisipasi sedini mungkin.Syarat utama untuk konstruksi suatu terowongan adalah :1) Dapat dilaksanakan dengan aman.2) Pelaksanaan tidak mengakibatkan kerusakan yang tidak dikehendaki pada bangunan penting lainnya.3) Konstruksi terowongan harus minim pemeliharaan.4) Dalam jangka panjang harus dapat menahan segala gaya yang bekerja , terutama tekanan tanah dan aair tanah.
Kondisi Batuan
1) Terowongan pada Massa BatuanBatuan kompeten adalah batuan intact yang keras sehingga tidak memerlukan supporting namun kekerasannya harus menjadi pertimbangan dalam pelaksanaannya. Sedangkan batuan tidak kompeten memiliki sifat diskontinu berupa adanya joint, fault, zona fracture, sesar/ kekar, bidang foliasi, dll. Batuan ini dapat bervariasi, mulai batuan lunak hingga keras tergantung jenis mineral dan derajat pelapukannya.2) Klasifikasi Massa BatuanBerbeda dengan tanah dimana sifat- sifat lapisan tanah dapat dicerminkan oleh sampel tanah yang diuji di laboratorium. Pada batuan sifat batuan intact yang diperoleh dari pemeriksaan laboratorium ini tidak bisa mencerminkan sifat masa batuan yang ada karena keberadaan joint. Maka umumnya kemudian digunakan klasifikasi geomekanikatau Rock Mass Rating yang menggunakan enam parameter yang diperoleh dari pengukuran dilapangan dan laboratorium meliputi: Kekuatan tekanan uniaksial dari batuan utuh (uniaxial compressive streght of intact rock material). Rock Quality Designation (RQD). Jarak Diskontinuitas. Kondisi Diskontinuitas. Keadaan air tanah. Arah dari Diskontinuitas.
Masalah pada Pelaksanaan Terowongan pada BatuanJalur 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 factor penting yang harus diperhitungkan dalam perencanaan lining dan supporting system. Pengaruh gempa biasanya relative lebih kecil dibandingkan pada struktur yang terdapat diatas permukaan tanah.
1.4Terowongan Pada Tanah Lunak
Pengertian tanah lunak adalah material yang dapat digali secara manual. Material ini pada umumnya tidak dapat menahan berat sendiri dalam jangka waktu yang panjang. Dalam teknologi terowongan, tanah dimasukan dalam kategori soft ground.Tanah yang kokoh dapat memberikan kondisi yang menguntungkan karena atap terowongan dapat dibiarkan tanpa disokong untuk beberapa waktu. Sebaliknya kondisi tanah yang lembek tidak mengunntungkan karena mudah runtuh atau bergerak menutup lubang galian.Tingkat kesulitan dan biaya pelaksanaan terowongan pada tanah amat ditentukan oleh stand-up time dan posisi muka air tanah. Di atas muka air tanah, stand-up time ditentukan oleh kuat geser dan kuat tarik material, sedang dibawah muka air tanah, stand-up time ditentukan oleh nilai permeabilitasnya. Terzahi membedakan tanah dengan : Firm Ground, Ravelling Ground, Running Ground, Flowing Ground, Squezzing Ground, Swelling Ground.Pada kondisi tanah yang buruk, dapat terjadi squeezing atau penciutan lubang galian, raveling yaitu tanah atau batuan yang rontok secara bertahap, running yaitu keruntuhan massa tanah atau batuan, dan flowing atau tanah mengalir (karena muka air tanah tingggi dan air cenderung membawa material tanah mengalir ke lubang galian terowongan). Secara garis besar ada dua metode yang applicable untuk tanah lunak yaitu metode gali timbun (cut and cover) dan metode shield tunneling.
Tunnel Boring Machine (TBM)Sebuah Tunnel Boring Machine (TBM) adalah suatu system yang tidak dapat berdiri sendiri- sendiri. TBM yang lengkap bisa mencapai panjang 300 meter yang terdiri dari alat pemotong, alat penggali, system kemudi, gripping, pengebor, pengontrol, dan penyokong tanah, pemasang lining, alat pemindah material, system ventilasi serta sumber tenaga. Sedangkan pekerjaan rel, pembangkit tenaga dan saluran ventilasi dikerjakan pada bagian belakang TBM merupakan pekerjaan pendukung. Konstruksi LiningBeban yang dipikul oleh system penahan (supporting system) tergantung pada kondisi tanah saat pemasangannya. Jika tanah telah mencapai keseimbangan, maka lining tidak menahan beban yang berarti dan kondisi sebaliknya akan terjadi jika saat pemasangan kondisi tanah masih belum seimbang (labil).Lining terowongan dapat sebagai suatu system pendukung yang bersifat temporer atau permanen. Kita dapat menentukan hal ini dengan melakukan perhitungan- perhitungan atau evaluasi terhadap apa yang dimungkinkan bisa terjadi selama waktu pelaksanaan dan selanjutnya melakukan penyelidikan untuk menentukan bagaimana hal tersebut bisa terjadi.Persyarakan pokok untuk lining yang bersifat permanen adalah kekuatan, stabilitas, ketahanan, pengendalian rembesan dan deformasi sepanjang umur terowongan. Dua kriteria yang menentukan keberhasilan pelaksanaan terowongan pada tanah adalah kemampuan lining untuk menahan beban dan deformasi dan penurunan tanah permukaan akibat pengggalian.
Masalah pada Pelaksanaan Terowongan pada Tanah LunakPenurunan tanah dipermukaan adalah akibat deformasi yang disekitar galian dan tergantung cara pelaksanaan, kecepatan penggalian dan tegangan awal pada tanah (Peck, 1969).Secara umum ada lima tahapan deformasi dalam penggunaan metode shield tunneling yaitu :1. Penurunan awalYaitu penurunan yang terjadi akibat penurunan muka air tanah akibat proses dewatering selama pelaksanaan, biasa terjadi pada tanah pasir.2. Deformasi tanah pada bagian muka galian.Deformasi ini akan terjadi seketika karena ketidak seimbangan tegangan antara penyokong terowongan dengan tanah atau air tanah pada bagian muka terowongan.3. Penurunan di atas posisi shield bekerjaPenurunan terjadi jika rongga galian besar dan akibat problem control alignment shield.4. Penurunan setelah konstruksi rongga terbentuk, yaitu karena adanya ronggga antara dimensi galian tanah dan posisi lining (tail void).5. Penurunan jangka panjang yang terjadi akibat peningkatan air pori sehubungan gerakan shield mendorong tanah.Beberapa potensi masalah pada konstruksi terowongan diantaranya: Penurunan dipermukaan tanah akibat adanya galian terowongan. Masalah dewatering. Keruntuhan di muka terowongan waktu penggalian. Pergerakan dari struktur di bawah tanah. Bocoran pada lining.Beberapa metode perbaikan tanah yang serig digunakan dalam pekerjaan terowongan antara lain : pengendalian air tanah dengan dewatering, penggunaan udara bertekanan (compressed air), dan grouting.
BAB IIISI
2.1GeoteknikGeoteknik atau dikenal sebagaiengineering geologymerupakan bagian dari rekayasa perencanaan tambang (mine plan) yang didasarkan pada pengetahuan yang terkumpul selama sejarah penambangan. Seorangmine planyang merancang terowongan, jalan raya, bendungan atau yang lainnya memerlukan suatu estimasi bagaimana tanah dan batuan akan merespon tegangan, sehingga dalam hal ini penyelidikan geoteknik merupakan bagian dari uji lokasi dan merupakan dasar untuk pemilihan lokasi. Bagian dari ilmu geoteknik yang berhubungan dengan respon material alami terhadap gejala deformasi disebut dengan geomekanika.Dalam urutan kegiatan pertambangan, eksplorasi merupakan proses evaluasi teknis untuk mendapatkan model badan bijih. Model cadangan suatu badan bijih yang diinterpretasikan dari hasil eksplorasi langsung maupun tak langsung, sebelum ditentukan cara penambangannya apakah denganopen pitatauunderground miningharus dianalisis secara geoteknik. Salah satu faktor yang mempengaruhi keputusan tersebut adalah ketidakselarasan struktur geologi. Pola-pola dari patahan, rekahan, dan bidang perlapisan mendominasi perilaku batuan dalam tambang terbuka karena terdapat gaya penahan yang kecil untuk mencegah terjadinya luncuran dan karena terdapat semacam gaya tekan ke atas dari permukaan air yang terdapat dalam rekahan.Dalam tambang bawah tanah pengaruhketidakselarasan kurang dominan namun tetap harus diperhatikan. Permukaan patahan pada kedalaman tertentu merupakan tempat yang memiliki kohesi yang rendah dan berakumulasinya tegangan. Permukaan rekahan dan belahan merupakan bidang lemah dengan resistansi yang rendah untuk menahan tegangan, dan memiliki kecenderungan terbuka saat terganggu oleh aktivitas peledakan (blasting).Instrumentasi yang modern dalam mekanika batuan memberikan cara pengukuran yang lebih baik terhadap pengaruh kombinasi kekuatan batuan dan cacat struktur. Keuntungan khusus dari studi mekanika batuan modern adalah lokasi dan material dapat diuji lebih lanjut. Daerah kerja tambang dapat dirancang secara detail.Detail-line mappingdilakukan untuk menggambarkan proyeksi rekahan dan kontak yang orientasinya menyebar sepanjang singkapan atau suatu muka tambang. Gambar 8.1 adalah lembar data tipikal yang digunakan dalam metoda ini, menunjukkan jenis informasi yang dikumpulkan. Posisi rekahan yang dihasilkan dalamdetail-line mappingdiplot pada stereonet untuk dievaluasi. Pendekatan lainnya untuk studi struktur detail dalam pertambangan adalahfracture-set mappingyang dalam hal ini semua rekahan diukur dan dideskripsikan dalam beberapa area tambang kemudian dikelompokkan berdasarkan karakteristik tertentu. Kelompok tersebut dideskripsikan dan posisi individualnya diplot padaSchmidt net(equal-area net).Persentase terbesar tentang informasi struktur yang digunakan dalam perencanaan tambang berasal dari inti bor. Spasi rekahan, posisi relatif terhadap lubang bor, dan jenis pengisian rekahan harus dideskripsikan secermat mungkin. Dalam pengamatan inti bor untuk informasi struktur dikenal istilah RQD (rock-quality designation) yaitu persen inti bor yang diperoleh dan hanya dihitung untuk inti bor yang memiliki panjang 10 cm atau lebih.Tabel 1 Klasifikasi kualitas batuan berdasarkan RQD (Peters, 1978)RQD (%)Kualitas
0 2525 5050 7575 9090 100Sangat burukBurukSedangBaikBaik sekali
Sebagai contoh :Jika total kemajuan pemboran 130 cm, total inti bor yang diperoleh 104 cm, maka perolehan inti bor (core recovery) adalah 104/130 = 80%. Jumlah panjang inti bor dengan panjang 10 cm atau lebih adalah 71,5 cm, sehingga besarnya RQD = 71,5/130 = 55% artinya kualitas batuan yang bersangkutan adalah sedang.Penyelidikan dengan seismik kadang-kadang digunakan untuk pengukuran secara tidak langsung terhadap rock soundness. Salah satu aplikasi khusus metoda seismik adalah untuk menentukanrippabilityyaitu suatu ukuran dimana batuan dan tanah dapat dipindahkan olehbulldozer-ripperdanscrapertanpa peledakan.Tabel 2 memberikan penjelasan lebih detail mengenai informasi geologi yang digunakan dalamrock-slope engineering., yang menunjukkan apa saja yang diperlukan dalam merekam cacat struktur batuan.Tabel 2 Informasi geologi yang diperlukan untuk merekam cacat struktur dalam batuan (Peters, 1978)Informasi geoteknik
Peta lokasi atau rencana tambang.Kedalaman di bawah datum referensi.Kemiringan (dip).Frekuensi atau spasi antar bidang ketidakselarasan yang berdekatan.Kemenerusan atau perluasan bidang ketidakselarasan.Lebar atau bukaan bidang ketidakselarasan.Gougeatau pengisian antar muka bidang ketidakselarasan.Kekasaran permukaan dari muka bidang ketidakselarasan.Wavinessatau lekukan permukaan bidang ketidakselarasan.Deskripsi dan sifat-sifat batuan utuh diantara bidang ketidakselarasan.
Berikut ini merupakan beberapa istilah dan pengertiannya berkaitan dengan pengujian geomekanika : Tegangan (stress) adalah gaya yang bekerja tiap satuan luas permukaan. Simbolnya adalah untuk tegangan normal dan untuk tegangan geser. Regangan (strain) adalah respon yang diberikan oleh suatu material akibat dikenai tegangan. Simbolnya adalah yang menunjukkan deformasi (pemendekan atau pemanjangan) per satuan panjang mula-mula. Kuat geser (shear strength) adalah besarnya tegangan atau beban pada saat material hancur dalam geserannya. ModulusYoung(E) adalah ukuran kekakuan yang merupakan suatu konstanta untuk setiap padatan yang klastik. Sering disebut modulus elastisitas yang merupakan perbandingan antara tegangan terhadap regangan. RasioPoissonberkaitan dengan besarnya regangan normal transversal terhadap regangan normal longitudinal di bawah tegangan uniaksial. Nilainya berkisar sekitar 0,2.Terdapat beberapa jenis kekuatan batuan, yaitu : Kuat kompresif tak tertekan (uniaksial) yang diuji dengan suatu silinder atau prisma terhadap titik pecahnya. Gambar 2 menunjukkan jenis uji dan rekahan tipikal yang berkembang di atas bidang pecahnya. Kuat tarik (tensile strength) ditentukan dengan ujiBraziliandimana suatu piringan ditekan sepanjang diameter atau dengan uji langsung yang meliputi tarikan sebenarnya atau bengkokan dari prisma batuan. Kuat geser (shear strength) yang diuji secara langsung dalam suatu shear box atau diukur sebagai komponen pecahan kompresi.Kuat geser kompresif triaksial yang diuji dengan penempatan dalam suatu silinder berselubung dimana batuan ditempatkan pada tempat yang diisi fluida, sehingga tekanan lateral maupun pembebanan aksial dapat diberikan.Kekuatan batuan dapat diukur secara insitu (di lapangan) sebaik pengukuran di laboratorium. Regangan (deformasi) diukur di area tambang kemudian dihubungkan terhadap tegangan dengan berpedoman pada konstanta elastik dari laboratorium. Tegangan sebelum penambangan merupakan kondisi tegangan asli, sulit dihitung, tetapi merupakan parameter desain tambang yang penting. Tegangan tersebut umumnya diperkirakan dan diberi beberapa kuantifikasi dengan memasang sekelompok pengukur tegangan elektrik dalam rosette pada permukaan batuan, memindahkan batuan-batuan yang berdekatan, dan mengukur respon tegangan sebenarnya yang dilepaskan. Kondisi tegangan yang berkembang selama penambangan merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam operasi tambang sebaik dalam perancangan tambang. Regangan yang dihasilkan dari pola tegangan baru diukur dari waktu ke waktu atau dimonitor secara menerus selama penambangan berlangsung.Hubungan tegangan-regangan merupakan dasar dari semua pekerjaan mekanika batuan. Istilah deskriptif untuk hubungan tersebut adalahbrittleversusductiledan elastik versus plastik. Hubungan yang dihasilkan dari uji statik (fungsi waktu), dimana F merupakan titik pecah dalam kompresi uniaksial tak tertekan.Beberapa karakteristik kuat tekan dan kuat tarik yang telah diukur untuk beberapa jenis batuan yang umum ditunjukkan pada Tabel 3.Tabel 3 Kuat tekan uniaksial dan kuat tarik dari beberapa jenis batuan (Peters, 1978)Jenis batuanKuat tekan (kg/m2)Kuat tarik (kg/m2)
Batuan intrusifGranitDioritGabroDolerit1000-28001800-30001500-30002000-350040-250150-30050-300150-350
Batuan ekstrusifRiolitDasitAndesitBasalTufa vulkanik800-1600800-1600400-3200800-420050-60050-9030-8050-11060-3005-45
Batuan sedimenBatupasirBatugampingDolomitSerpihBatubara200-1700300-2500800-2500100-100050-50040-25050-250150-25020-10020-50
Batuan metamorfikKuarsitGneisMarmerSabak1500-3000500-25001000-25001000-2000100-30040-20070-20070-200
2.2Penyelidikan Geoteknik Sebelum Konstruksi 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. Menentukan stratifikasi tanah atau batuan pada jalur terowongan.b. Menentukan sifat fisik batuan.c. Menentukan parameter desain untuk batuan dan tanah.d. 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: Tinjauan literatur Dilakukan sebelum berangkat ke lapangan Cari informasi yang pernah dipublikasikan mengenai geologi, tanah, air tanah, sejarah seismik, struktur Untuk kota, informasi daerah penimbunan lama atau alterasi pola penirisan. Peta geologi Litbang geologi, geoteknologi LIPI
Studi foto udara (bila ada) Untuk melihat kondisi lokasi dari jarak yang jauh dan luas. Analisis geomorfis dan sifat-sifat batuan dari evaluasi respon batuan terhadap lingkungan Teknik pemotretan : vertikalitas dan kemiringan, fotografi warna,infra merah, radar. Topografi lereng yang terdiri dari dua tipe dapat dikenali Mudah dikenali adanya tanah longsor, patahan, struktur geologi seperti antiklin- sinklin, dome.
Peninjauan geologi permukaan Untuk mengetahui jenis dan penyebaran batuan dilokasi berupa ketebalan, sifat fisik dan mekanis di lapangan. Terdiri dari pemetaan batuan dasar dan pemetaan geologi teknik. Peta batuan :litologi dan batas-batasnya serta struktur geologi Peta geologi teknik : singkapan batuan dan derajat pelapukan, material bahan bangunan
Survei geofisika Keuntungan : tidak merusak obyek yang diselidiki, cepat dan unit costnya 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.
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 : Portal Topografi rendah di atas terowongan, yang biasanya menggambarkan struktur batuan lemah. Tipe batuan dengan potensial pelapukan yang dalam Di daerah yang banyak air Daerah geser
Sumur uji Pengujian in-situ Pengujian laboratorium Pengujian model skala penuh Tahap konstruksi 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 portalb. 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.
BAB IIIPENUTUP
3.1 KesimpulanDesain, pengembangan dan pengoperasian sistem terowongan merupakan elemen penting dalam pertambangan, dan perlu masukan teknis khusus.Pengalaman menunjukkan bahwa konsekuensi dari kerusakan pada sistem terowongan yang disebabkan oleh faktor geoteknik adalah serius dan mahal.Tujuan dari penyelidikan geoteknik adalah untuk :a. Menentukan stratifikasi tanah atau batuan pada jalur terowongan.b. Menentukan sifat fisik batuan.c. Menentukan parameter desain untuk batuan dan tanah.d. 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.
Adapun yang harus dilakukan dalam kegiatan penyelidikan geoteknik antara lain :
Tinjauan literatur Studi foto udara (bila ada) Peninjauan geologi permukaan Survei geofisika Pemboran eksplorasi Sumur uji Pengujian in-situ Pengujian laboratorium Pengujian model skala penuh Tahap konstruksi Pengamatan pasca konstruksi
DAFTAR PUSTAKA
http://mlopp.com/srk/blog/newsletter_html/pertimbangan-desain-geoteknik-untuk-terowongan-tambang/http://1902miner.wordpress.com/bfiabhfcbafhueceaj/geoteknik-tambang/http://varanusa-holyday-dit-civil.blogspot.com/2009/08/konstruksi-terowongan.html
137
