PENYUSUNAN SNI TENTANG KRITERIA PERENCANAAN …

TEROWONGAN (DRAFT)

1. Dr. Ir. Pintor Tua Simatupang, MT. (HATTI)2. Fahmi Aldiamar, ST., MT. (PUSJATAN)

TEROWONGAN

KONSEPTOR

1. JSCE. 2006. Standard Specifications for Tunneling: Mountain Tunnels2. JSCE. 2006. Standard Specifications for Tunneling: Shield Tunnels3. JSCE. 2006. Standard Specifications for Tunneling: Cut and Cover Tunnels4. FHWA. 2005. Road Tunnel Design Guidelines. Federal Highway

Administration. US Department of Transportation. Washington DC5. FHWA. 2009. Technical Manual for Design and Construction of Road Tunnels.

Federal Highway Administration. US Department of Transportation.Washington DC

6. CIRIA (1996). “Prediction and effects of ground movements caused bytunnelling in soft ground beneath urban areas,” Construction IndustryResearch and Information Association, Project Report 30

7. Kementerian Pekerjaan Umum. 2013. Manual Perencanaan PekerjaanUnderpass

Sumber

Jenis Terowongan

1. Terowongan Pegunungan/Batuan Keras2. Terowongan Perisai3. Terowongan Gali dan Tutup4. Terowongan di Bawah Air (Immersed Tunnel)5. Terowongan Dongkrak (Box Jacked Tunnel)

Jenis Terowongan

Jenis Terowongan

Jenis Terowongan

Terowongan Pegunungan

Terowongan Pegunungan

1,036 m(3,399 ft)length inSamos,Greece, builtin the 6thcentury BC

Terowongan Pegunungan

Terowongan Pegunungan

Terowongan Pegunungan

Terowongan Pegunungan

Terowongan Pegunungan

Terowongan Lintas Cirebon - Kroya

Terowongan Pegunungan

Terowongan Pegunungan

Jenis Terowongan

Penyelidikan Batuan

No Parameter Metode Pengujian1 Tegangan insitu Hydraulic Fracturing

Overcoring Flat Jack Test

2 Modulus deformasi Plat Bearing Test Borehole Dilatometer Test Flat Jack Test Radial Jacking Test

3 Diskontinuitas Accoustic Televiewing Borehole Studio Televiewing

4 Permeabilitas Slug Test Pucker Test Pumping Test

No Parameter Jenis Pengujian1 Sifat fisik batuan Uji Densitas

Uji Porositas Point Load Index Uji Ultrasonic Velocity

2 Kekuatan batuan Uji Kuat Tekan Uniaksial Uji Kuat Tarik Triaksial Uji Kuat Tarik Brazillian

3 Dependensi Waktu Uji Rayapan4 Mineralogi dan Ukuran

Butir Analisis Sayatan Tipis

Persyaratan Area Portal dan Portal

Gambar 31 - Tipikal area portal terowongan (JSCE, 200)

Persyaratan Area Portal dan Portal

Persyaratan Penggalian

Penentuan Penampang Penggalian Pemilihan Metode Penggalian Pemilihan Metode Penerowongan

Metode Penggalian

Persyaratan Perkuatan

Konsep Desain Perkuatan Terowongan Perubahan Sistim Perkuatan Terowongan Beton Semprot (Shotcrete) Karakteristik mekanis beton semprot Campuran beton semprot Desain ketebalan beton semprot Perkuatan pada beton semprot

Baut Batuan Penyangga Baja

Persyaratan Perkuatan

BetonSemprot

BautBatuan

PenyanggaBaja

LantaiKerja Beton

Sedikit rekahan r r

Banyak rekahan ⃝ ⃝ r ⃝

Faktor KompetensiTanah Besar(Kelas DI)

⃝ ⃝ r

Untuk memastikan kondisi lapisanpondasi (base course ) yang baik padamasa layan, diperlukan lantai kerja betonjika jenis batuannya adalah batu lempung.

Faktor KompetensiTanah Kecil(Kelas DII)

⃝ ⃝ ⃝ ⃝

Harus dipertimbangkan mengenaipenempatan awal lantai kerja beton ataupenutupan awal penampang melintangpenggalian.

Media Tanah(Kelas E) (Overburden Kecil) ⃝ r ⃝ ⃝ Dinding dapat dianggap sebagai bagian

penyangga.

Zona Patahan (Overburden Besar) ⃝ ⃝ ⃝ ⃝

Harus dipertimbangkan mengenaipenutupan awal penampang melintangpenggalian dan besarnya deformasi yangdiizinkan.

⃝ ⃝ ⃝ ⃝

Harus dipertimbangkan mengenaipenutupan awal penampang melintangpenggalian, fungsi penyanggaan daridinding dan besarnya deformasi yangdiizinkan.

⃝ : sangat efektif, : efektif, : pada prinsipnya tidak perlu

Tanah/batuan Squeezing

Jenis-jenis PerkuatanCatatan

Batuan Keras(Kelas B, C)

Batuan Lunak(Kelas D)

Kategori Tanah/Batuan

Tabel 32 - Kriteria pemilihan jenis perkuatan terowongan

Persyaratan Perkuatan

Arahmelengkung

(m)

Arahmemanjang

(m)

B B 2,0 4,0 1,5 2,0 Heading atas . - - 10 40 - 0

C I C I 1,5 4,0 1,2 1,5 Heading atas,bench

- - - 15 40 (45) 0

C II C II 1,2 4,0 1,2 1,2 Heading atas,bench

H-150 - 1,2 15 40 (45) 0

D I D I 1,0 6,0 1,0 1,0 Heading atas,bench

H-150 H-150 1,0 20 40 50 0

D II D II 1,0 ataukurang

6 1,0 1,0 ataukurang

Heading atas,bench

H-200 H-200 1,0 ataukurang

25 40 50 10

Panjanglengkungstandar

(m)

Baut batuan

Metode penggalianHeadingatas Bench

Jarak(m)

Metode penggalianseluruh muka denganbench tambahan,metode penggalianbench, metodediafragma tengah,metode penggaliansamping tengah

(Terowongan berpenampang besar, lebar bagian dalam: sekitar 12,5 m hingga 14,0 m)

Penyangga baja

Ketebalan beton

semprot(cm)

Ketebalan dinding

Lengkung (arch),dinding

samping(side wall)

(cm)

Lantaikerja

(invert )(cm)

Besarnyadeformasi

yangdiizinkan

(cm)

Jarak

Panjang(m)

Areapemasangan

KategoriTanah/B

atuan

Polaperkuatan

Tabel 33 - Contoh tipikal pola perkuatan untuk terowongan jalan (JSCE, 2007)

Shotcrete

Karakteristik Mekanis Beton Semprot

Karekteristik mekanis dari beton semprot harus diperhitungkan denganmempertimbangkan fungsi dan efek yang diharapkan, serta kondisi batuandasar.Umumnya, pada konstruksi terowongan dibutuhkan kuat tekan yang tinggisesaat setelah beton semprot diterapkan. Tipikal kebutuhan kuat tekan setelah 1hari beton semprot diaplikasikan, adalah 5 N/mm2 untuk terowongan 2 lajur,dan 10 N/mm2 untuk terowongan jalan berpenampang besar.Secara garis umur dari material dibagi menjadi 3 tahap: tahap pertama/initial(satu hari setelah aplikasi), tahap awal (tujuh hari setelah aplikasi), dan tahapjangka panjang (lebih dari dua puluh delapan hari setelah aplikasi).Desain standar kuat tekan biasanya ditetapkan sebagai kuat tekan uniaksial 28hari setelah aplikasi, misalnya untuk periode jangka panjang pada terowonganjalan 2 lajur ditetapkan sebesar 18 N/mm2. Disisi lain, kuat tekan sebesar 36N/mm2 dapat ditetapkan untuk terowongan berpenampang besar, untukmengurangi ketebalan beton semprot, dan menaikan kekuatan pada batuandasar yang ekspansif.

Persyaratan PerkuatanPenyangga Baja

Persyaratan Sistim Kedap Air

Persyaratan Drainase

Terowongan Perisai (Shield Tunnel)

The Need of Shield TunnelThe Need of Shield Tunnel

Membangun terowongan di daerah perkotaan

Bangunan di atas tanah tidak boleh terganggu

Terowongan Perisai

Ketentuan Umum Ketentuan Survey dan Penyelidikan Ketentuan Perencanaan

Bentuk dan ukuran penampang Alinyemen terowongan Kedalaman posisi terowongan Kemiringan terowongan Pemilihan metode perisai Dinding terowongan perisai Beban rencana Fasilitas tambahan pada terowongan perisai Metode-metode tambahan lainnya Terowongan vertikal Perlindungan lingkungan Monitoring

Pembebanan

1. Tekanan tanah vertikal dan horisontal.2. Tekanan air.3. Beban mati.4. Pengaruh muatan tambahan.5. Reaksi tanah.6. Beban dalam.7. Beban-beban konstruksi.8. Pengaruh gempa.9. Pengaruh pembangunan dua atau lebih terowongan

perisai.10. Pengaruh pekerjaan terhadap lingkungan sekitar.11. Pengaruh penurunan tanah.12. Lain-lain.

Pengaruh terhadap bangunan sekitar

KategoriRisiko

Kemiringan BangunanMaksimum

Penurunan BangunanMaksimum (mm)

Deskripsi Risiko

1 < 1/500 <10Diabaikan: kerusakan dangkal tidakmungkin terjadi

2 1/500 hingga 1/200 10 hingga 50Kecil: kerusakan dangkal dapatterjadi namun bukan kerusakanstruktural yang signifikan

3 1/200 hingga 1/50 50 hingga 75

Sedang: kerusakan dangkal dengankerusakan struktural padabangunan diperkirakan terjadi,kemungkinan kerusakan pipa yangrelatif kaku

4 > 1/50 > 75Tinggi: kerusakan stukturalbangunan dan pipa kaku atau pipalainnya

Prediksi Penurunan

Shield Tunnel (Terowongan Perisai)Shield Tunnel (Terowongan Perisai)

Thames River in London

Marc Brunel

Dibangun tahun 1825

UrbanArea

UrbanArea Soft SoilSoft Soil

Shield Tunnel (TerowonganPerisai)

Shield Tunnel (TerowonganPerisai)

TBMTBMGeologicConditionGeologic

ConditionGeometri

TerowonganGeometri

Terowongan

Tunnel Boring Machine (TBM)Tunnel Boring Machine (TBM)

Tunnel Boring Machine (TBM)Tunnel Boring Machine (TBM)

Tunnel Boring Machine (TBM)Tunnel Boring Machine (TBM)CutterheadCutterhead

Segmental LiningSegmental Lining

Type of MachineTBM design conditionsDesign BasisTBM ComponentsManufacturing of TBMMaintenance of TBM

Type of MachineTBM design conditionsDesign BasisTBM ComponentsManufacturing of TBMMaintenance of TBM

Tunnel Boring Machine (TBM)Tunnel Boring Machine (TBM)

Face system TBM type

ClosedEarth Pressure Balanced (EPB) type

Slurry type

Open

Mechanical type

Semi-mechanical type

Manual excavation type

Tunnel Boring Machine (TBM)Tunnel Boring Machine (TBM)

EPB TBMEPB TBM

EPB TBMEPB TBM

Slurry TBM

Applicability of machine type

Soil typeTBM type

Open type Closed type

Classification SPTblow

Semi-mechanical mechanical

EPBSlurry

W/o injection With injection

Alluvialclay

Humus 0 NA NA NA AC AC

Clay, silt 0 - 2 NA NA A A A

Sandy siltSandy clay

0 - 5 NA NA A A A

5 - 10 AC AC A A A

Diluvialclay

Loam, clay 10 - 20 A AC AC A A

Sandy loamSandy clay

15 - 25 A A AC A A

25 - A A AC A A

Softrock Mudstone 50 - AC AC AC AC AC

Sandysoil

Sand w/ clay 10 - 15 AC AC A A A

Loose sand 10 - 30 NA AC AC A A

Stiff sand 30 - AC AC AC A A

Gravel,boulder

Loose gravel 10 - 40 AC AC AC A A

Stiff gravel 40 - AC AC AC A A

Gravel withboulder --- AC AC AC A AC

Boulder --- AC NA AC AC AC

Terowongan Gali dan TutupTahap penyelidikan

TinjauanPenyelidikanpendahuluan

Penyelidikan padatahap perencanaan

konstruksi

Penyelidikan untukpelaksanaankonstruksi

Tujuan i) Mengidentifikasi kondisikeseluruhan utilitas bawahtanah

ii) Memperkirakan utilitasbawah tanah yang dapatmemengaruhipembangunan lintasbawah; memastikan lokasi-lokasi yang akan dikajisetelah penyelidikanpendahuluan.

i) Mendapatkan informasiuntuk perencanaankonstruksi setelahmemastikan kondisi terkaitdengan utilitas bawahtanah yang dapatmemengaruhipembangunan lintasbawah,

ii) Menyiapkan denah utilitasbawah tanah.

i) Memastikan apakah utilitaseksisting akanmemengaruhi pekerjaanatau tidak.

Metode i) Menggunakan petapengukuran (plane surveymaps) untuk menyelidikiposisi lubang pemeriksaan(manhole),

ii) Memeriksa buku catatanutilitas bawah tanah(dipegang olehadministrator),

iii) Memastikan denganmelakukan surveirekonesan.

i) Penyelidikan di dalamgorong-gorong, utilitas, danlubang pemeriksaan(manhole) eksisting,

ii) Parit uji,iii) Pendugaan magnetik,iv) Georadar (ground

penetrating radar).

i) Parit uji yang detail padalokasi-lokasi yangdiperlukan,

ii) Memastikan posisi dankondisi di dalam gorong-gorong, utilitas, dan lubangpemeriksaan (manhole)eksisting.

Keterangan Dicatat dan dibuat sketsaoleh petugas yangberwenang

Dicatat dan dipetakanoleh petugas yangberwenang

Berkoordinasi denganpetugas pada tahappenyelidikanpendahuluan danperencanaan. Diskusikanbagaimana caramenangani pipa-pipayang usang atau tidakterpakai.

Terowongan Gali dan Tutup

Terowongan Gali dan Tutup

Penyelidikan Penyelidikan kondisi lokasi proyek Penyelidikan terhadap hambatan Penyelidikan kondisi bawah permukaan Penyelidikan untuk perlindungan lingkungan Penyelidikan tentang hukum dan peraturan terkait

Dasar-dasar Desain Persyaratan dimensi bagian dalam dan bentuk terowongan Penempatan dan kelurusan terowongan Pemilihan metode konstruksi

Prosedur Desain Kriteria desain Material

Terowongan Gali dan Tutup

Pembebanan

(1) Tekanan tanah vertikal (EVP)(2) Tekanan lateral

・ Tekanan tanah lateral (EHP)・ Tekanan air lateral (WHP)

(3) Tekanan pengangkatan (WVP)(4) Beban mati

・ Beban mati tetap (D1)・ Beban mati tambahan (D2)

(5) Beban hidup dan Impact

・ Beban lalu lintas (diberikan sebagai fluktuasi tekanan tanah vertikal (1))・ Beban kenderaan (L)・ Impact (I)

(6) Pengaruh perubahan temperatur dan susut kering (dry shrinkage)

・ Perubahan temperatur (T)・ Dry shrinkage (SH)

(7) Efek gempa bumi (EQ)(8) Beban konstruksi (ER)(9) Beban lain

・ Pengaruh perubahan lingkungan (contoh : perubahan tinggi muka air)・ Pengaruh pada konstruksi yang berdekatan (contoh : penggalian, tanggul, dan perubahan

tinggi muka air)

Beban Vertikal

HpV )1(PV’ : Tekanan tanah vertikal tambahan (kN/m2)

g : Berat jenis tanah di atas terowongan G&T (kN/m3)(di bawah muka air tanah digunakan berat jenis dalam

kondisi jenuh)

l : Additional rate λ=0.25 H/B

H : Ketebalan cover terowongan G&T (m)

B : Lebar terowongan (m)

Beban lalu-lintas

Ketebalan tutup H (m) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.5 > 4.5

Beban lalu lintas permukaan(kN/m2)

35.5 28.5 20.5 15.0 12.0 11.5 10.5 10.0

Tabel 8.4 Contoh beban lalu lintas permukaan yang mencakup impak1)

1.Beban kendaraan sebesar 250kN dianggap bekerja pada permukaan jalan tanpa clearance2.Sudut distribusi beban diasumsikan sebesar 550 dengan menggunakan Metode Kogler’s3.Impact diperhitungkan jika ketebalan cover kurang dari atau sama dengan 3 m

Ketentuan Pemantauan dan PengukuranPerencanaan pemantauan & pengukuran

(pengaturan jenis dan kriteria pengendalian)

Penyelidikan kondisi dibelakangmuka bidang galian

Pekerjaan perkuatan(penambahan perkuatan)

Pemantauan/pengukuran

Aman? (dibandingkan dengan kriteria pengendalian)

Ekonomis? (dibandingkan dengan kriteria pengendalian)

Apakah perubahan kriteriapengendalian perlu diubah?

Penyelesaian pekerjaan

Konstruksi

Perubahan metode konstruksi(penambahan perkuatan)

Perubahan metode konstruksi(perkuatan berkurang)

Perubahankriteria pengendalian

Penyimpanan datapemantauan & pengukuran

Tergantung situasi

Ya

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Ketentuan Pemantauan dan Pengukuran

Terima Kasih