1

2

BIODATA NARA SUMBER

Nama : Jafrianto

Tempat/Tgl Lahir : Solok / 25 April 1964

NIP : 6483388 R

Riwayat Pekerjaan :

1. 1983 – 1993 : Operator PLTA Maninjau

2. 1993 – 2007 : Teknisi Pemeliharaan Mesin PLTA

Maninjau

3. 2007 – 2010 : Manajer PL Batang Agam

4. 2010 – 2017 : Enjiniring Sektor Bukittinggi

3

BIODATA PENULIS

Nama : Budi Pramadian

Tempat/Tgl Lahir : Bukittinggi / 30 Mei 1984

NIP : 8408007 B2

Riwayat Pekerjaan :

1. 2007 – 2012 : PLTA Batang Agam

2. 2012 - 2017 : Kantor Sektor Bukittinggi

4

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga buku “Inspeksi Tunnel

PLTA Maninjau” ini dapat diselesaikan dengan baik.

Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) merupakan salah satu

pembangkit listrik yang menggunakan energi terbarukan berupa air.

Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan sumber listrik bagi masyarakat

yang memberikan banyak keuntungan terutama bagi masyarakat

pedalaman di seluruh Indonesia. Disaat sumber energi lain mulai menipis

dan memberikan dampak negatif, maka air menjadi sumber yang sangat

penting karena dapat dijadikan sumber energi pembangkit listrik yang

murah dan tidak menimbulkan polusi. Selain itu, Indonesia kaya akan

sumber daya air sehingga sangat berpotensial untuk memproduksi energi

listrik yang bersumber daya air. Di Indonesia terdapat banyak sekali sungai-

sungai besar maupun kecil yang terdapat di berbagai daerah. Hal ini

merupakan peluang yang bagus untuk pengembangan energi listrik di

daerah khususnya daerah yang belum terjangkau energi listrik.

Adanya buku ini diharapkan dapat memberi manfaat bagi generasi

berikutnya untuk melaksanakan inspeksi tunnel di PLTA Maninjau. Terima

kasih kepada semua pihak yang telah membantu terselesaikannya buku ini.

Masukan dan kritik sangat diharapkan untuk lebih sempurnanya penulisan

buku ini. Semoga buku ini dapat berguna bagi semua pihak dan dapat

meningkatkan kinerja PLN.

5

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................... i

KATA PENGANTAR ..................................................................... ii

DAFTAR ISI ............................................................................... iii

BAB I. PENDAHULUAN ................................................................ 1

1.1. Gambaran Umum ................................................... 2

1.2. Sejarah PLTA Maninjau ........................................... 2

1.3. Pengoperasian PLTA Maninjau ................................. 5

1.4. Tujuan Pelaksanaan Inspeksi Tunnel ........................ 5

BAB II. PEMBAHASAN ................................................................ 6

2.1. Prosedur Pelaksanaan Inspeksi Tunnel ..................... 6

BAB III. LAPORAN INSPEKSI ....................................................... 14

3.1. Hasil Inspeksi Pada Headrace Tunnel ....................... 14

3.2. Hasil Inspeksi pada bagian lain ................................ 16

BAB IV PENUTUP ....................................................................... 17

DOKUMENTASI KEGIATAN INSPEKSI TUNNEL .............................. 18

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... iv

6

BAB I

PENDAHULUAN

1. Gambaran Umum

Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan pusat pembangkit

tanaga listrik yang mengubah energi potensial air (energi gravitasi air)

menjadi energi listrik. Mesin penggerak yang digunakan adalah turbin

air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis poros

yang akan memutar rotor pada generator untuk menghasilkan energi

listrik. Air sebagai bahan baku PLTA dapat diperoleh dapat diperoleh

dengan berbagai cara misalnya, dari sungai atau danau secara langsung

disalurkan untuk memutar turbin, atau dengan cara ditampung dahulu

dengan menggunakan kolam tando atau waduk sebelum disalurkan

untuk memutar turbin. Secara garis besar komponen utama PLTA

terdiri atas bangunan penghimpun air, bangunan penyalur air, turbin,

generator, transformator dan transmisi.

Bangunan penghimpun air antara lain tampungan (reservoir

atau waduk) atau bendungan. Sedangkan bangunan penyalur air

adalah bangunan yang menghantarkan air sampai ke turbin, bangunan

ini terdiri dari intake, terowongan tekan (head race tunnel), surge tank

penstock dan tail race.

Diangkatnya tema “Inspeksi Tunnel PLTA Maninjau” ini oleh

penulis adalah dengan pertimbangan :

1. Momen ini sangat jarang terjadi mengingat interval waktu dari

final inspeksi saat 1 tahun beroperasi (tahun 1985) dengan

7

inspeksi berikutnya sangat panjang (inspeksi terakhir tahun 2014).

Hal ini disebabkan beberapa kondisi, antara lain :

a. Pelaksanaan inspeksi memerlukan stop total pembangkit

PLTA Maninjau 4 x 17 MW

b. Sulitnya mendapat ijin keluar sistem mengingat PLTA

Maninjau sangat dibutuhkan untuk mendukung sistem

kelistrikan Sumatera

2. Buku ini sangat penting sebagai pegangan bagi generasi

berikutnya mengingat personil yang terlibat dalam inspeksi tahun

2014 kemungkinan sudah tidak aktif lagi di perusahaan

(purnakarya) pada saat dilakukan inspeksi berikutnya.

3. Pelaksanaan inspeksi terowongan ini diharapkan bisa menjadi

acuan bagi unit lain terutama Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

yang mempunyai konstrusksi sipil serupa.

Gmbr 1. Layout umum PLTA

8

2. Sejarah PLTA Maninjau

Pembangkitan listrik tenaga air adalah suatu bentuk perubahan

tenaga dari tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi

tenaga listrik, dengan menggunakan turbin air dan generator. PT PLN

(Persero) Sektor Bukittinggi merupakan unit kerja sektor pembangkitan

hydro yang menyediakan kebutuhan tenaga listrik pada sistem Sumbar

Riau.

PLN Sektor Bukittinggi mengelola 3 (tiga) Unit Pusat Listrik

Pembangkit Hydro dengan total kapasitas 253,5 MW yaitu :

1. PLTA Batang Agam, kapasitas 3 x 3,5 MW mulai beroperasi tahun

1976

2. PLTA Maninjau, kapasitas 4 x 17 MW mulai beroperasi tahun 1983

3. PLTA Singkarak, kapasitas 4 x 43,75 MW mulai beroperasi tahun

1998

PLTA Maninjau diresmikan pada tanggal 28 Desember 1983, oleh

Presiden R.I ke 2 H.M Soeharto. Pada saat peresmiannya, PLTA

Maninjau diharapkan mampu menjadi pemasok listrik untuk wilayah

Sumbar dan Riau. PLTA ini terletak di Kanagarian Lubuk Sao, Kec.

Tanjung Raya, Kabupaten Agam, Sumatera Barat. PLTA ini

memanfaatkan air danau maninjau sebagai penggerak utama turbin

dan generatornya.

• 1965, Dilaksanakan penelitian tentang potensi pembangkit tenaga

listrik di daerah Maninjau oleh Consultant Koe Co. Ltd dari Jepang.

• 1977, Dilaksanakan studi menyeluruh tentang Pembangkit Listrik

Tenaga Air oleh Lahmeyer International GMBH.

9

• 1977, pihak PLN menunjuk konsultan Electrowatt Engineering

Service Ltd Zurich Switzerland dan Nippon Koei Ltd. Jepang untuk

memulai pembangunan proyek PLTA Maninjau.

Gmb 2. Lay Out PLTA Maninjau

Gmb 3. Spesifikasi Teknis PLTA Maninjau

10

3. Pengoperasian PLTA Maninjau

Pengoperasian PLTA Maninjau dibagi dalam 4 (empat) tahapan, yang

sesuai dengan jumlah unit turbin dan generatornya. Untuk Tahap 1,

dioperasikan turbin unit IV pada tanggal 13 September 1983. Untuk

tahap 2 dioperasikan turbin unit II tanggal 2 Oktober 1983. Pada

tahap 3 dioperasikan turbin unit III tanggal 13 Oktober 1983.

Sedangkan tahap 4 turbin unit I mulai dioperasikan tanggal 13

November 1983.

4. Tujuan pelaksanaan Inspeksi Tunnel

Inspeksi Tunnel dilaksanakan untuk mengetahui kondisi terkini tunnel

setelah beberapa tahun beroperasi. Hal ini merupakan langkah

preventive untuk menjaga kehandalan pembangkit dan sebagai bahan

evaluasi untuk perencanaan pengoperasian pembangkit di masa yang

akan datang. Selain itu untuk menghindari terjadinya gangguan tiba-

tiba/tidak terduga yang diakibatkan oleh kerusakan tunnel karena akan

membutuhkan waktu yang lama untuk perbaikan dan pemulihan.

11

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Prosedur pelaksanaan Inspeksi Tunnel

Sejak dioperasikannya PLTA Maninjau pada tahun 1983, inspeksi tunnel

telah dua kali dilaksanakan, yaitu :

a. Inspeksi tunnel pertama dilakukan saat final inspection 1 tahun

setelah PLTA Maninjau beroperasi (Maret tahun 1985)

b. Inspeksi tunnel kedua dilakukan pada tahun 2014 bersamaan dengan

pelaksanaan perbaikan TIV (Turbin Inlet Valve unit 1, 2, 3 dan 4)

Pelaksanaan inspeksi tunnel di PLTA Maninjau terbagi menjadi 3 pekerjaan

utama yaitu proses pengeringan/dewatering tunnel, inspeksi tunnel dan

pengisian/refilling tunnel. Proses ini dapat disesuaikan dengan kondisi PLTA

yang akan melakukan kegiatan serupa.

1. Pengeringan Tunnel

Untuk melaksanakan dewatering waterway pada headrace tunnel,

penstock maupun draft tube pada powerhouse harus dilakukan

dengan hati-hati. Pelepasan air yang menyebabkan penurunan internal

water pressure perlu diperhatikan, karena biasanya hal tersebut dapat

menyebabkan terpengaruhnya keadaan batuan sekitar dan kondisi air

bawah tanah. Penurunan internal pressure dari waterway ini perlu

dibuat sekecil mungkin agar tidak menyebabkan terjadinya

ketidakseimbangan kondisi antara bagian dalam dan bagian luar

concrete.

12

Prosedur umum yang perlu dilakukan dalam pekerjaan dewatering

tunnel yaitu :

a. Konfirmasi persiapan

b. Menghentikan power generation dari guide vane

c. Menutup turbin inlet valve (TIV)

d. Menutup intake gate

e. Dewatering headrace tunnel

f. Dewatering penstock sampai mencapai level air yang sama

dengan tailrace

g. Menutup draft tube gate (stoplog)

h. Dewatering draft tube

i. Dewatering penstock sampai level tailrace

Sebelum dilakukan pengosongan tunnel maka dibentuk petugas shift

yang bertugas yaitu :

a. Lokasi intake (3 shift), tiap shift minimum 2 orang

b. Lokasi adit 3 (3 shift), tiap shift minimum 3 orang

c. Lokasi power house (3 shift), tiap shift minimum 2 orang

d. Pemberi komando minimum 2 orang

Kondisi sebelum pengosongan tunnel adalah sebagai berikut :

a. Pintu I dan II di intake terbuka

b. Katup by pass tertutup

c. Katup pembilas adit III tertutup

13

d. Katup pembilas manifold tertutup

e. Katup pembilas penstock tertutup

f. Katup pembilas spiral cassing tertutup

Persiapan pengosongan tunnel :

a. Pastikan kondisi operasi dari intake gate beserta peralatan

hoistingnya

b. Pastikan kondisi dari overhead travelling crane di

powerhouse

c. Pastikan kondisi operasi dari draft gate beserta gantry

crane nya

d. Pastikan kondisi operasi dari hollow jet valve dan guard

valve work adit, termasuk sistem electric power supply

e. Pastikan kondisi operasi dari penstock drain valve di

powerhouse

f. Pastikan kondisi operasi dari jet drain pump untuk sump

pit di powerhouse

g. Pastikan Instalasi dari pressure gauge untuk by pass intake

dan untuk penstock di powerhouse

Memulai pengosongan tunnel:

a. Adakanlah percobaan kondisi pintu I turun naik beberapa

kali.

b. Adakanlah percobaan kondisi pintu II turun naik beberapa

kali.

14

c. Tutup pintu I dan II (full closed) dan turbin tetap

beroperasi no load sehingga terjadi penurunan tekanan

penstock dari 23,30 kg/cm2 sampai tekanan penstock

menjadi 22,24 kg/cm2, kemudian turbin di stop.

d. Selanjutnya drain valve di Adit 3 dibuka sampai tekanan

penstock 20,24 kg/cm2

e. Kemudian buka drain valve manifold di power house

turbin unit 4

Gmbr 3. Pembukaan katup drain manifold

f. Setelah tekanan penstock menurun sampai 0,1 kg/cm2,

selanjutnya pengeringan air di tail race dengan membuka

drain valve draft tube turbin unit 1 sd IV dengan

memperhatikan drainage pump bekerja normal sesuai

elevasi normal sump pit

15

2. Inspeksi Tunnel

Prosedur umum yang perlu dilakukan dalam pekerjaan inspeksi

tunnel yaitu :

a. Persiapan peralatan dan APD

APD yang diperlukan : sepatu safety sipil, helm, senter,

oksigen can portable

Peralatan yang diperlukan : palu kecil, roll meter, sendok

semen, kamera, lampu batere, alat tulis

b. Pembentukan regu kerja

c. Dokumentasi hasil temuan

d. Pembersihan concrete headrace tunnel dari temuan

pengapuran

e. Laporan hasil inspeksi

Pelaksanaan Inspeksi Tunnel :

a. Inspeksi pada Head Race Tunnel, untuk memasuki head

race tunnel melalui acces tunnel adit III dilanjutkan dengan

inspeksi kondisi tunnel dimulai dari acces tunnel adit III

sampai dengan ujung head race dekat intake.

b. Inspeksi pada Manifold Tunnel, untuk memasuki manifold

melalui acces tunnel adit IV

c. Inspeksi pada Tail Race Tunnel, untuk memasuki Tail Race

melalui man hole draft tube

16

3. Pengisian/Refilling Tunnel

Setelah pelaksanaan inspeksi tunnel selesai dilakukan,

waterway harus diisi kembali dengan air. Tingkat kecepatan

refilling di headrace tunnel tidak melebihi 1 m/jam dan 10

m/hari untuk menjaga keseimbangan air antara di dalam dan

di luar tunnel sebanyak mungkin dari sudut pandang

keamanan refilling dan meminimalkan dampak ke daerah

sekitarnya sampai dengan daerah permukaan. Tingkat

kecepatan refilling penstock kurang dari 1 m/jam atau 100

m/hari karena penstock steel liner sepenuhnya terpisah

dengan batuan di sekelilingnya.

Untuk pengisian air ke tunnel (Head Race Tunnel dan

Penstock) perlu dilakukan persiapan terlebih dahulu dengan

membentuk petugas shift yang bertugas yaitu :

a. Lokasi intake (3 shift), tiap shift minimum 2 orang

b. Lokasi adit 3 (3 shift), tiap shift minimum 3 orang

c. Lokasi power house (3 shift), tiap shift minimum 2 orang

d. Pemberi komando minimum 2 orang

Sebelum memulai pengisian air, kondisi peralatan berikut dan

fasilitas yang disediakan harus diperiksa :

a. Maintenance gate (pintu I) intake tertutup penuh

b. Service gate (pintu II) intake tertutup penuh

17

c. By pass valve intake tertutup penuh

d. Man hole adit III tertutup penuh

e. Katup pembilas (drain valve) adit III terbuka

f. Man hole adit IV tertutup penuh

g. Katup pembilas (drain valve) manifold di buka

h. Katup pembilas (drain valve) penstock di buka

i. Katup pembilas (drain valve) spiral casing di buka

j. Main valve (Turbin Inlet Valve) dan by pass tertutup rapi

k. Drain valve draft tube turbin unit 1, 2,3 dan 4 tertutup rapi

Memulai refilling tunnel:

1. Persiapan awal yang harus dilakukan adalah :

a. Maintenance gate (pintu I) intake tertutup penuh

b. Service gate (pintu II) intake tertutup penuh

c. Man hole adit III tertutup penuh

d. Katup pembilas (drain valve) adit III terbuka

e. Man hole adit IV tertutup penuh

f. Katup pembilas (drain valve) manifold di buka

g. Katup pembilas (drain valve) penstock di buka

h. Katup pembilas (drain valve) spiral casing di buka

i. Main valve (Turbin Inlet Valve) dan by pass tertutup rapi

j. Drain valve draft tube turbin unit 1, 2, 3 dan 4 tertutup

rapi

2. Pemberi komando mengkonfirmasi petugas di intake, adit

III dan power house bahwa persiapan diatas telah

dilaksanakan

18

3. Setelah persiapan dilaksanakan, pemberi komando

memerintahkan petugas intake untuk membuka

maintenance gate (pintu I) setinggi ± 4,5 cm guna

pengisian air ke ruangan antara gate I dan gate II

4. Setelah air antara gate I dan II sama tinggi dengan air

danau maka bukaan pintu I dinaikkan sampai setinggi 100

cm

5. Buka katup bypass secara penuh sehingga air mengalir

kedalam tunnel hingga mencapai adit III dan keluar melalui

drain valve, biarkan drain valve terbuka selama ± ½ jam

untuk membilas/membersihkan kotoran-kotoran yang

mungkin ada di head race tunnel

6. Selanjutnya tutup drain valve adit III sehingga air mengalir

masuk dan membilas penstock dan terus mengalir sampai

ke tail race dengan melalui drain valve manifold

7. Drain valve manifold dibuka selama ± ½ jam setelah drain

valve adit III ditutup dan selanjutnya ditutup kembali

8. Isi tail race menggunakan katup drain penstock turbin unit

1, 2, 3 dan 4

9. Catatan : pengisian air ke tail race melalui by pass intake

kira-kira membutuhkan waktu ± 5 jam

10. Setelah elevasi muka air di tail race mencapai 227,200

mdpl dan tekanan air di penstock 0,1 kg/cm2, maka drain

valve penstock dan drain valve spiral casing unit 1, 2, 3 dan

4 ditutup. Sehingga selanjutnya air terus mengisi penstock

sampai tekanan 20,24 kg/cm2

19

11. Setelah manometer penstock menunjukkan 20,24 kg/cm2,

maka katup by pass di intake ditutup dan service gate

(pintu II) mulai dibuka setinggi 2,5 sd 3 cm guna mengisi

head race tunnel

12. Setelah pressure penstock menunjukkan 22,20 kg/cm2,

maka pintu II (service gate) ditutup kembali dan katup by

pass dibuka sampai air dalam head race tunnel penuh dan

setelah level air di depan pintu II sama tinggi dengan air

danau maka by pass ditutup kembali dan pintu I maupun

pintu II dibuka penuh.

20

BAB III

LAPORAN INSPEKSI

Telah dilakukan inspeksi terowongan PLTA Maninjau pada headrace

tunnel dan steel liner manifold yang dilakukan pada tanggal 03 Maret

2014, sedangkan pada tanggal 21 Maret 2014 dilakukan inspeksi umum

dan rinci untuk Tairace tunnel.

Inspeksi dilakukan dalam 2 tahap, inspeksi umum mengamati kondisi

terowongan dan inspeksi rinci mengamati kondisi terowongan yang

memerlukan pengamatan lebih lanjut.

Inspeksi dilakukan secara visual (mengandalkan pengamatan mata) dan

memukul dinding dengan palu untuk mengetahui apakah ada bagian

dari pelapis terowongan (tunnel lining) yang berongga, hal ini dapat

diketahui dari gema suara yang dihasilkan.

Inspeksi umum dengan mempertimbangkan panjang terowongan

hanya dilakukan pada headrace tunnel, sedangkan pada bagian steel

liner sesudah penstock sampai manifold turbin dan tailrace tunnel

pengamatan umum dan rinci dilakukan bersamaan.

3.1 Hasil inspeksi pada Headrace Tunnel

Pengamatan dilakukan pada headrace tunnel sisi atas (roof), sisi

samping (wall) dan sisi bawah (invert). Dari hasil pengamatan

diketahui adanya beberapa hal sebagai berikut :

21

1). Rembesan Air

Rembesan air berasal dari sisi luar melalui celah sambungan

segmen pembetonan. Rembesan ini berupa tetesan , aliran ,

pancaran. Aliran air jernih. Pada saat inspeksi belum dilakukan

pengukuran debit rembesan.

Kajian :

Rembesan air yang ada melalui sambungan segmen

pembetonan merupakan hal yang umum terjadi, dianggap

tidak bermasalah sejauh rembesan ini tidak terlalu besar dan

membawa material dari luar (piping).

2). Retakan Pada Beton

Teramati adanya 2 (dua) retakan pada beton (Sta. 0+975.4 dan

Sta. 2+702.7), kondisi retakan tertutup dan terbuka. Retakan

terlihat kering , bersih, panjang retakan berkisar 65 cm dan

125 cm.

Kajian :

Retakan diduga terjadi pada saat pengerjaan pembetonan.

3). Tumpukan Kalsit

Tumpukan kalsit (CaCO3) terlihat pada sekmen tertentu

dengan dimensi maksimum 80 cm (P) , 20-30 cm (LBR) dan 5-8

cm (TBL).

22

Proses terjadinya tumpukan kalsit adalah suatu proses kimia

dimana diketahui bahan yang digunakan sebagai penyangga

terowongan adalah shotcrete dengan komposisi utama CaCO3

(semen) , beton dengan komposisi utama CaCO3 (semen).

Oleh proses air tanah terjadi proses pelarutan (pada sisi luar

terowongan) dan penumpukan (pada sisi dalam terowongan).

Kajian:

Tumpukan kalsit harus dibersihkan agar tidak mengganggu

aliran dan jumlah air yang mengalir.

4). Abrasi (Scouring)

Abrasi teramati pada sisi dasar terowongan (invert) berupa

cekungan pada permukaan beton yang mencirikan adanya

abrasi. Pengambilan contoh material sedimen diketahui

material sedimen berukuran pasir kasar, membulat, berwarna

putih diduga berupa material silika dengan nilai kekerasan

pada skala Mosh = 7 (secara umum).

Kajian :

Abrasi telah terjadi pada beberapa tempat di dasar

terowongan, permukaan beton pelapis terowongan telah

terkikis, berdasarkan pengalaman kikisan air (abrasi/scouring)

akan berjalan lebih cepat akibat olakan arus air. Disarankan

perlu dilakukan penambalan (dental grouting).

23

3.2 Hasil inspeksi bagian lain

Pengamatan selanjutnya dilakukan di bagian steel liner sesudah

penstock sampai manifold turbin.

Dari hasil pengamatan diketahui terdapat karat dan pengelupasan

coating pada bagian steel liner, pada permukaan steel liner

terdapat bintil yang diantaranya berisi air.

Kajian :

Coating bisa dilakukan pada permukaan yang sudah kering dan

sudah dibersihkan dari karat dan debu. Material coating yang bisa

diaplikasikan untuk coating diantaranya : zinc rich epoxy primer,

epoxy primer, alkyl zinc silicate, dan lain sebagainya.

24

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Hal yang bisa disimpulkan dari kegiatan inspeksi tunnel ini adalah :

1. Inspeksi tunnel adalah kegiatan yang penting dan harus

dilaksanakan terutama bagi Pembangkit Listrik Tenaga Air yang

teah berumur panjang.

2. Pelaksanaan Inspeksi Tunnel harus direncanakan dengan matang.

4.2 Saran

Adapun saran untuk perbaikan adalah :

1. Sebaiknya kegiatan inspeksi tunnel bisa dilaksanakan minimal 1

kali dalam 10 tahun.

2. Agar melibatkan PLN Enjiniring dan tenaga ahli yang bersetifikasi

di bidang terowongan pada saat pelaksanaan Inspeksi Tunnel.

25

DOKUMENTASI KEGIATAN INSPEKSI TUNNEL

26

27

28