Upload
others
View
27
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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