paperpenyangggakayuterowongan-131223053300-phpapp01

7/24/2019 paperpenyangggakayuterowongan-131223053300-phpapp01

1/14

1. Pekerjaan penyangga terowongan

Pada awal terowongan umumnya dijumpai kondisi kedalaman tanah yang relatif

dangkal, sehingga tegangan horizontal tanah/batuan yang terjadi lebih besar dibanding

dengan tegangan vertikalnya. Kondisi topografi permukaan tanah dan kondisi batuan

yang lemah akan mempengaruhi perilaku dan kestabilan terowongan. Perilaku dan

kestabilan pada daerah awal terowongan akan menjadi pertimbangan dalam desain,

termasuk untuk memilih metode galian dan sistem penyangga (support) yang efektif.

Penggunaan support diharapkan dapat meningkatkan kestabilan terowongan.

erdasarkan hal!hal di atas, kontrol terhadap kestabilan sangat penting dalam

peren"anaan serta pelaksanaan konstruksi terowongan.

#ahapan pekerjaan penyangga terowongan, se"ara umum dapat dibagi dalam tiga tahap

yaitu$

a. #ahap sebelum penggalian

%alam ren"ana penggalian terowongan, terlebih dahulu dimulai dari penyelidikanlapangan, yaitu penyelidikan kondisi geologi sepanjang ren"ana jalur terowongan, untuk

mengetahui jenis batuan, struktur geologi, kondisi air tanah, kemungkinan adanya gas

bera"un yang ada pada sepanjang ren"ana jalur terowongan.

&etelah itu masuk pada tahap e'"avation reuirement, dimana pada tahp ini ren"ana

penggalian yang tepat dan sesuai dengan kondisi batuan yang ada sepanjang

terowongan dapat diren"anakan dari awal. Pada tahap ini sudah dapat diprediksi pada

kedalaman berapa galian harus dilaksanakan dengan "ara dan penggunaan alat yang

sesuai.

Pada pekerjaan pertambangan yang pelaksanaanya bisa men"apai ratusan kilometer,

galian dengan kondisi batuan yang sangat berfariasi, penggalian terowongan dapat

menggunakan beberapa metode dan alat yang berbeda beda. %engan berbedanya "ara

penggalian, akan berkaitan dengan penggunaan penyangga yang diberikan.


2/14

#ahap selanjutnya yaitu desain awal dimana setelah excavation requirement ini,

berkaitan dengan desain awal terhadap penyangga yang akan digunakan sepanjang jalur

terowongan. #ahap ini sudah dapat diprediksi jenis / ma"am penyangga yang akan

digunakan, volumenya serta lokasi penempatan.

&etelah tahap pendesainan awal, dilakukan tahapan pemilihan sistem monitoring,

dimana pada tahap ini dilakukan pemilihan alat monitoring yang tepat untuk kestabilan

galian sepanjang terowongan, harus ditentukan sebelum galian terowongan

dilaksanakan. Pemilihan sistem monitoring ini adalah untuk selama waktu penggalian

dan setelah pelaksanaan selesai.

b. #ahap selama penggalian

Pada tahapan ini semua tahapan sebelum penggalian memasuki tahapan kondisi nyata

(real condition). Pada tahapan ini dilakukan beberapa pekerjaan antara lain penyelidikan

detil lapangan, yaitu setiap jengkal kemajuan penggalian terowongan, dilakukan

pemetaan geologi se"ara detail yang dimaksudkan untuk melakukan observasi kondisi

batuan pada setiap cycle blastinguntuk dilakukan pengklasifikasian batuan yang ada,

guna mengetahui pengaruh kondisi masa batuan dimana diklasifikasikan berdasarkan

nilai *+* nya dalam peren"anaan pembuatan penyangga terowongan tersebut sehingga

dapat diketahui jenis penyangga apa yang tepat dan kapan waktu pemasangannya.

&etelah diketahui kondisi detail terowongan, barulah dilakukan pemasangan penyangga

yang didasarkan dari hasil penyelidikan geologi detil tersebut.

erdasarkan pengalaman dan kondisi detil, maka akan dilakukan reviewdesain yangnantinya diperoleh desain baru untuk penyangga terowongan yang mengkoreksi dari

desain yang dibuat sebelumnya yang dibuat berdasarkan asumsi asumsi awal yang

sebagian besar masih berdasarkan interpretaasi kondisi batuan sepanjang batuan.

Pekerjaan terakhir pada tahap ini yaitu pemasangan sistem monitoring yang berdasarkan

peren"anaan peralatan pada tahap sebelum penggalian, atau jika diperlukan akan

ditambahkan peralatan tambahan. &istem monitoring ini untuk memantau efektifitas alat

penyangga yang dipasang efektif atau tidak. ila penyangga yang digunakan tepat,

maka tidak akan terjadi deformasi batuan dan bila dari hasil monitoring masih terjadi


3/14

deformasi batuan, maka penyangga akan diperkuat lagi, alat yang digunakan dalam

sistem monitoring ini antara lain$

Crown settlement(dipasang di atap terowongan) %igunakan untuk mengetahui penurunan atap terowongan melalui alatsurvey.

Convergence meter( dipasang pada sisi dinding terowongan)

lat ini berfungsi untuk mengetahui defleksi terowongan kearah dalam atau luar.

Extensometer(dipasang pada sekeliling terowongan pada kedalaman tertentu)

erfungsi sebagai alat untuk mengetahui deformasi batuan atau tanah disekeliling

terowongan pada kedalaman tertentu.

Ground presure meter(dipasang pada batas antara lining concretedan batuan)

lat ini berguna untuk mengetahui pengaruh tekanan batuan atau tanah pada

terowongan.

Spring settlement

lat ini digunakan untuk mengetahui penurunan dinding terowongan melalui alat

ukur.

Shocrete / concrete stress meter(dipasang pada batas lining concretedan batuan)

erfungsi untuk memantau perubahan stress dari sho"rete dan batuan.

Rock bolt axial force

-aitu alat untuk memantau perubahan gaya axialpadarock bolt.

Steel support stress

ntuk memantau perubahan stress pada steel support.

Steel support bending moment

erfungsi untuk memantau perubahan moment pada steel support.

Crack displacement meter

-aitu alat yang digunakan untuk memantau rekahan yang telah terjadi.

". #ahap setelah penggalian

Pada tahap akhir ini hanya dilakukan pekerjaan pemasangan monitoring jangka panjang

dimana tujuan pemasangan sistem monitoring ini adalah untuk memantau deformasi

pada lubang terowongan setelah dipasang penyangga permanen se"ara jangka panjang,

serta memantau kondisi air tanah disekitar terowongan.

%alam pelaksanaan pembuatan terowongan, pastinya menemukan masalah masalah

yang berkaitan dengan kondisi massa batuan antara lain jalur terowongan yangmelewati zona patahan atau sesar aktif dapat membahayakan apabila elevasi


4/14

terowongan dibawah muka air. rah sesar terhadap sumbu terowongan harus

dipertimbangkan dengan seksama.

ntuk menentukan efek join pada konstruksi terowongan, ieniawski (012)

mengelompokkan massa batuan menjadi lima kelompok untuk mengetahui metode yang

"o"ok digunakan untuk pelaksanaan. +aterial batuan dengan banyak ointdapat digali

dengan menggunakan ripper.

idang permukaan joint yang lebar sering dijumpai dalam pelaksanaan terowongan.

3ika arahnya sejajar atau hampir sejajar dengan as terowongan maka dapat

menimbulkan masalah besar dalam pelaksanaannya.

3angka waktu dimana masa batuan masih dalam kondisi stabil tanpa perlu sokongan

disebut denganstand!up timeatau bridging capacity. Stand!up timeini tergantung dari

lebar bukaan, kekuatan batuan dan pola diskontinuitas. ila stand!up time rendah berarti

segera setelah dilakukan pembukaan atau penggalian harus segera dilakukan proteksi

atau supporting terhadap massa batuan yang ada. Pen"iutan pada lubang terowongan

yang digali dapat terjadi sebagai akibat perubahan kondisi tegangan, mun"ulnya

tegangan geser sesar dan adanya lapisan lempung espansif.

+asalah yang serius terjadi pada saat penggalian terowongan adalah adanya aliran air

yang bersifat tiba tiba dalam jumlah besar. Kondisi air tanah adalah fa"tor penyebab

utamanya. ntuk terowongan yang berada dibawah sungai atau laut, maka bo"oran

harus sama sekali dihindarkan, karena jumlah air yang dapat memasuki lubang

terowongan akan sulit terkontrol. Pada terowongan sipil yang biasanya dangkal maka

temperatur tidak tidak terlalu berpengaruh pada pelaksanaannya namun demikian

biasanya hal tersebut dapat diantisipasi sepenuhnya dengan membuat ventilasi sistem

yang baik, hal ini juga sangat berguna untuk mengantisipasi adanya gas gas berbahaya

yang timbul dari massa batuan yang ada.

4etaran gempa adalah faktor penting yang harus diperhatikan dalam peren"anaan lining

dan supporting sistem. Pengaruh gempa biasanya relatif lebih ke"il dibandingkan pada

struktur yang terdapat diatas permukaan tanah.


5/14

%i dalam geoteknik, klasifikasi massa batuan yang pertama diperkenalkan sekitar 56

tahun yang lalu yang ditujukan untuk terowongan dengan penyanggaan menggunakan

penyangga baja. Kemudian klasifikasi dikembangkan untuk penyangga non!baja untuk

terowongan, lereng, dan pondasi. #iga pendekatan desain yang biasa digunakan untuk

penggalian pada batuan yaitu analitik, observasi dan empirik. &alah satu yang paling

banyak digunakan adalah pendekatan desain dengan menggunakan metode empiri".

Klasifikasi massa batuan dikembangkan untuk mengatasi permasalahan yang timbul di

lapangan se"ara"epat dan tidak ditujukan untuk mengganti studi analitik, observasi

lapangan, pengukuran, dan engineering udgement. #ujuan dari klasifikasi massa

batuan adalah untuk$

a. +engidentifikasi parameter!parameter yang mempengaruhi kelakuan/sifat massa

batuan.

b. +embagi massa batuan ke dalam kelompok!kelompok yang mempunyai kesamaan

sifat dan kualitas.

". +enyediakan pengertian dasar mengenai sifat karakteristik setiap kelas massa

batuan.

d. +enghubungkan berdasarkan pengalaman kondisi massa batuan di suatu tempat

dengan kondisi massa batuan di tempat lain.

e. +emperoleh data kuantitatif dan a"uan untuk desain teknik.

f. +enyediakan dasar a"uan untuk komuniukasi antarageologistdan engineer.

Keuntungan dari digunakannya klasifikasi massa batuan yaitu$

a. +eningkatkan kualitas penyelidikan lapangan berdasarkan data masukan sebagai

parameterklasifikasi.

b. +enyediakan informasi kuantitatif untuk tujuan desain.

". +emungkinkan kebijakan teknik yang lebih baik dan komunikasi yang lebih efektif

pada suatu proyek.

%ikarenakan kompleknya suatu massa batuan, beberapa penelitian berusaha untuk

men"ari hubungan antara desain galian batu dengan parameter massa batuan. anyak

dari metode!metode tersebut telah dimodifikasi oleh yang lainnya dan sekarang

banyak digunakan untuk penelitian awal atau bahkan untuk desain akhir. eberapa

klasifikasi massa batuan yang dikenal saat ini adalah$

a. +etode klasifikasi beban batuan (rock load)


6/14

+etode ini diperkenalkan oleh Karl von #erzaghi pada tahun 025. +erupakan metode

pertama yang"ukup rasional yang mengevaluasi beban batuan untuk desain terowongan

dengan penyangga baja. +etode ini telah dipakai se"ara berhasil di merika selama

kurun waktu 76 tahun. kan tetapi pada saat

ini metode ini sudah tidak "o"ok lagi

dimana banyak sekali terowongan saat ini yang dibangun dengan menggunakan

penyangga beton dan rock bolts.

b. Klasifikasistand!up time

+etode ini diperkenalkan oleh 8aufer pada 079. %asar dari metode ini adalah bahwa

dengan bertambahnya span terowongan akan menyebabkan berkurangnya waktu

berdirinya terowongan tersebut tanpa penyanggaan. +etode ini sangat berpengaruh

terhadap perkembangan klasifikasi massa batuan selanjutnya. :aktor!faktor yang

berpengaruh terhadap stand!up timeadalah arah sumbu terowongan, bentuk potongan

melintang, metode penggalian, dan metode penyanggaan.

". Rock "uality #esignation(*;%)

*;% dikembangkan pada tahun 052 oleh %eere. +etode ini didasarkan padapenghitungan persentase inti terambil yang mempunyai panjang 6 "m atau lebih.

%alam hal ini, inti terambil yang lunak atau tidak keras tidak perlu dihitung walaupun

mempunyai panjang lebih dari 6 "m. %iameter inti optimal yaitu 21.7mm.


7/14

massa batuan dan menentukan jenis penyanggaan di terowongan. +otode ini

merupakan metode pertama untuk menentukan klasifikasi massa batuan yang komplit

setelah diperkenalkannya klasifikasi massa batuan oleh #erzaghi025. Konsep *&* ini

selangkah lebih maju dibandingkan konsep!konsep yang ada sebelumnya. Pada konsep

*&* terdapat klasifikasi kuantitatif dibandingkan dengan #erzaghi yang hanya

klasifikasi kulitatif saja. Pada *&* ini juga terdapat "ukup banyak parameter yang

terlibat jika dibandingkan dengan *;% yang hanya melibatkan kualitas inti terambil

dari hasil pemboran saja. Pada *&* ini juga terdapat klasifikasiyang mempunyai data

masukan dan data keluaran yang lengkap tidak seperti 8auffer yang hanya menyajikan

data keluaran yang berupa stand!up time dan span.

*&* merupakan penjumlahan rating dari parameter!parameter pembentuknya yang

terdiri dari dua katagori umum, yaitu$

a. Parameter geoteknik? jenis batuan, pola kekar, arah kekar, jenis bidang lemah, sesar,

geseran, danlipatan, sifat material? pelapukan, dan alterasi.

b. Parameter konstruksi? ukuran terowongan, arah penggalian, metode penggalian

*&* merupakan metode yang "ukup baik untuk menentukan penyanggaan dengan

penyangga baja tetapi tidak direkomendasikan untuk menentukan penyanggaan dengan

penyangga rock boltdan beton.

e. Rock $ass Rating(*+*)

ieniawski (015) mempublikasikan suatu klasifikasi massa batuan yang disebut

Klasifikasi 4eomekanika atau lebih dikenal denganRock $ass Rating (*+*).

&etelah bertahun!tahun, klasifikasi massa batuan initelah mengalami penyesuaian

dikarenakan adanya penambahan data masukan sehingga ieniawski membuat

perubahan nilai rating pada parameter yang digunakan untuk penilaian klasifikasi massa

batuan tersebut. Pada penelitian ini, klasifikasi massa batuan yang digunakan adalah

klasifikasi massa batuan versi tahun 090 (ieniawski, 090).


8/14

Parameter yang digunakan dalam klasifikasi massa batuan menggunakan &istim *+*

yaitu$

! Kuat tekan uniaxialbatuan utuh.! Rock "uality #esignatian(*;%)

! &pasi bidang dikontinyu.

! Kondisi bidang diskontinyu.

! Kondisi air tanah.

! @rientasi/arah bidang diskontinyu.

Pada penggunaan sistem klasifikasi ini, massa batuan dibagi kedalam daerah struktural

yang memiliki kesamaan sifat berdasarkan enam parameter di atas dan klasifikasi massa

batuan untuk setiap daerah tersebut dibuat terpisah. atas dari daerah struktur tersebutbiasanya disesuaikan dengan kenampakan perubahan struktur geologi seperti patahan,

perubahan kerapatan kekar, dan perubahan jenis batuan. *+* ini dapat digunakan

untuk terowongan. lereng, dan pondasi.

f. "!system

2. Penyangga kayu

Kayu adalah suatu material berat!ringan, mudah diangkut dan mudah dibentuk dalam

sistem penyangga. Kayu sebelas kali lebih ringan, tetapi dua kali lebih lemah dari baja.

Keuntungan menggunakan penyangga kayu adalah sebagai berikut$

a. *ingan, mudah dibawa, mudah dipotong, dibentuk dan ditempatkan dalam bentuk

suatu penyangga tambang.

b. Kerusakan kayu sepanjang struktur serat, memberikan tanda sebelum rusak

(kenampakan, suara)

". &isa potongan kayu dapat digunakan sebagai wedge, pengisi.

&edangkan kerugian dari penyangga kayu adalah $

a. Kekuatan mekanik tergantung pada struktur serat dan kerusakan alami dalam kayu.

b. Kelembaban sangat berpengaruh pada kekuatan

". anyak jamur yang hidup dalam kondisi lembab.

d. +udah terbakar, apinya "epat menyebar dan menghasilkan gas!gas yang sifatnya

bera"un.

:aktor!faktor yang mempengaruhi kayu sebagai berikut$

a. ir


9/14

>7 A kandungan air ada dalam sel hidup kayu, dan 17A dalam pori!pori serat. Pohon

yang baru ditebang B7 76A kandungan airnya, kayu yang miliki C >6A air dinyatakan

kering .

b. Da"at kayu

+ata kayu,pangkal dari "abang pohon dapat mempengaruhi bending strength.

-ang menjadikan kayu digunakan sebagai salah satu material untuk penyangga

terowongan adalah kekuatan dari kayu tersebut, yaitu$

a. Kuat tarik

merupakan kekuatan terbesar dari kayu.kuat tarik kayu yang sejajar serat adalah yang

paling tinggi, dapat men"apai B666 kg/"m>. obot isi memiliki hubungan yang positif

terhadap kuat tarik. &ementara air mengurangi kuat tarik, mata kayu dan "abang juga

mengurangi kekuatan kayu.

b. Kuat tekan

:aktor yang mempengaruhi kuat tekan hampir sama dengan kuat tarik. &erat yang

terbaji dan tersemen sangat tinggi kuat tariknya, tetapi dalam penekanan memungkinkan

terjadi pembengkokan serat individu dan mulai failure. Pengaruh sudut pembebanan dan

arah struktur serat sangat nyata dalam kuat tekan daripada kuat kayu.

". Kuat pembengkokan

Kuat pembengkokan diukur sejajar serat pada sumbu kayu.

E 66 FFF

C 66 FFF >

%imana$

G nisbah kerampingan G 2 l/d

H G modulus elastis kayu

G kuat pembengkokan kayu

>

>

E

=

( )>/ bac +=


10/14

" G kuat tekan kayu

a,b G konstanta kualitas kayu? untuk kayu tambang aG6, bG>

l G panjang kayu

d G diameter kayu

d. Kuat pelengkungan

Kayu horisontal "enderung berkondisi tegangan lengkung (serat teratas mengalami

tekanan dan serat terbawah mengalami tarikan).

Iona deformasi $

a. Iona elastik J beban dan pelengkungannya proporsional

b. Iona J hubungan seperti zona tetap berlanjut meskipun derajatnya berkurang.

". eban pun"ak pkJ serat terluar patah. Patahan tidak mendadak melainkan meregang

dari serat ke serat. &ementara pembebanan masih berlangsung, sehingga memberikan

"ukup waktu untuk mengganti penyangga dalam tambang.

e. Kuat geser

3. Rancangan Penyangga Kayu

Prinsip dalam meran"ang penyangga kayu $

a. Penyangga harus dapat menopang beban se"ara aman

b. 3umlah material dan pekerjaan yang ditangani seminim mungkin.

8angkah!langkah ran"angan $

a. &istem dikemas,model statik digambarkan.

b. Hvaluasi tekanan diturunkan dari beberapa persamaan

". Litung besarnya diagram momen, momen maksimum, tegangan geser

maksimum,penampang momen serta gesernya dihitung dan dimensinya ditentukan.


11/14

+'G 6.7 t.8b.' 6.7 t.'>

+ma'G 6.>7 t.8b>

' G M 8b

#'G +/' G 6.7 t.8b 6.7 t.'

#egangan dan momen pelengkungan maksimum $

t G t.a

+ma'G 6.>7 t.8b>

= G 6.609 dbB

sfb%

$


12/14

%imana $

t G beban seragam

t G tekanan seragam

a G jarak antar set

+ma'G momen pelengkungan maksimum

8b G panjang "ap

b G tegangan pelengkungan

sf G tegangan pelengkungan yang diijinkan untuk kayu kelas , 6 kg/"m>

db G diameter "ap

G baik G6.>7 ? sedangG 6.7? jelekG

eban dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut$

tG .a..8b

ntuk kondisi normal G 6.7? G 6.66>7 kg/mB

Pada sisi pojok, "ap dipotong untuk menempatkan post. &ehingga ada pengurangan

diameter.

B/

..692.

=

sf

bb

a&d

B/

1.6

=

sf

bb

a&d

c

b

c

bt

b

bt

b

bfbt

sf

d

d

d

a&'

d

a&'

d(

a&&q'

'(

'

)'

>ma'

>ma'

>

ma'

.920.6

.197.6

..7.6

B

2

197.6

.7.6..7.6

=

=

=

==


13/14

%alam tambang bawah tanah menga"u pada metode pengambilan bahan mineral yang

dilakukan dengan membuat terowongan menuju lokasi mineral tersebut. erbagai

ma"am logam bisa diambil melalui metode ini seperti emas, tembaga, seng, nikel, dan

timbal. Karena letak "adangan yang umumnya berada jauh dibawah tanah, jalan masuk

perlu dibuat untuk men"apai lokasi "adangan.

3alan masuk dapat dibedakan menjadi$

! *amp, jalan masuk ini berbentuk spiral atau melingkar mulai dari permukaan tanah

menuju kedalaman yang dimaksud. *amp biasanya digunakan untuk jalan kendaraan

atau alat!alat berat menuju dan dari bawah tanah.

! &haft, yang berupa lubang tegak (vertikal) yang digali dari permukaan menuju

"adangan mineral. &haft ini kemudian dipasangi sema"am lift yang dapat difungsikan

mengangkut orang, alat, atau bijih.

! dit, yaitu terowongan mendatar (horisontal) yang umumnya dibuat disisi bukit atau

pegunungan menuju ke lokasi bijih.

da dua tahap utama dalam metode tambang bawah tanah yaitu development

(pengembangan) danproduction(produksi). Pada tahap development, semua yang digali

adalah batuan tak berharga. #ahap development termasuk pembuatan jalan masuk dan

penggalian fasilitas!fasilitas bawah tanah lain. &edangkan tahap production adalah

pekerjaan menggali sumber bijih itu sendiri. #empat bijih digali disebut stope

(lombong).


14/14

4ambar > &iklus Pertambangan awah #anah

%engan semua pekerjaan yang dilakukan di bawah tanah dengan panjang terowongan

yang men"apai ribuan meter, maka diperlukan usaha khusus untuk mengalirkan udara

ke semua sudut terowongan. Pekerjaan ini menjadi tugas tim ventilasi tambang. &elain

mensuplai jumlah oksigen yang "ukup, ventilasi juga mesti memastikan agar semua

udara kotor hasil pembuangan alat!alat diesel dan gas bera"un yang ditimbulkan oleh

peledakan bisa segera dibuang keluar. ntuk memaksa agar udara mengalir ke

terowongan, digunakanlah fan (kipas) raksasa dengan berbagai ukuran dan teknik

pemasangan.

ntuk menjaga kestabilan terowongan diperlukan pula penyangga!penyangga

terowongan. erbagai metode penyanggaan (ground support) telah dikembangkan.

Penyanggaan yang optimal akan mendukung kelangsungan kinerja dan juga

keselamatan semua pekerja.
http://mtaufiqharahap.files.wordpress.com/2012/01/underground-mining.png

paperpenyangggakayuterowongan-131223053300-phpapp01

Documents