TUGAS

FLOWCHART KARAKTERISTIK RINCIAN LAPANGAN

TEROWONGAN

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah

Teknologi Terowongan

Disusun oleh:

Kelompok 6 :

Rendy Saputera Kasim : 10070112066

Fatwa Ath-Thariq : 10070112098

Misbah Gele : 10070112059

Andi Aulia : 10070112093

PRODI TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG

1437 H / 2015 M

KARAKTERISTIK RINCIAN LAPANGAN

Gambar 4.7Diagram C dari Desain Prosedur

Mengolah DataMempersiapkan bagian peta geologi akhir

Menganalisa hasil dari pengujian laboratoriumMengklasifikasikan massa batuan.

Pengukuran tekanan insitu

Pengujian di laboratorium

Pengujian Geologi Fisik

Pengujian bawah air

Pengujian mekanik batuan insitu

Untuk D

Pemetaan Geologi Detail

Eksplorasi Adits dengan Uji Perluasan

Rencana Penyelidikan

Eksplorasi Pengeboran

Dari B

Rencana Penyelidikan :

Pekerjaan penyelidikan lapangan yang lengkap selalu dilakukan sebelum

pembuatan terowongan. Pada beberapa proyek pembuatan terowongan,

penyelidikan lapangan ini terus dilakukan hingga pada tahap konstruksi, jika hal

ini dapat mendatangkan keuntungan secara ekonomis bagi pemilik proyek.

Kondisi yang sulit dari massa batuan dan tanah akan menyebabkan persoalan-

persoalan kontruksi yang sulit pula. Oleh karena itu, hal ini harus sudah

ditentukan dan diperhitungkan dalam suatu rancangan. Penyelidikan lapangan

untuk pembuatan terowongan dilakukan untuk membantu dalam menentukan

kelayakan dan keamanan suatu rancangan serta ekonomisnya proyek dalam

pembuatan terowongan tersebut. Lebih spesifik lagi, tujuan dari dilakukannya

penyelidikan lapangan dalam pembuatan terowongan adalah :

1. Untuk menentukan karakteristik fisik dari material dimana terowongan

tersebut dibuat.

2. Untuk mendapatkan parameter rancangan dari tanah dan batuan yang

spesifik.

3. Membantu didalam menentukan batas kepastian untuk proyek, dan

memberitahukan para pelaksana akan kondisi-kondisi yang mungkin

timbul selama konstruksi, sehingga memungkin untuk dapat

mempersiapkan suatu rancangan yang lebih baik untuk mengatasi

persoalan-persoalan tersebut.

4. Untuk menghilangkan kondisi-kondisi dari material yang tidak jelas untuk

para kontraktor atau pelaksana pada saat menawar pekerjaan pembuatan

terowongan. 

5. Mempersiapkan kondisi rancangan sehingga perubahan kondisi dapat

ditentukan secara adil selama konstruksi.

6. Untuk meningkatkan keamanan pekerjaan.

7. Untuk mendapatkan pengalaman bekerja dengan material, yang mana

pada saatnya akan meningkatkan kualitas dari keputusan di lapangan

selama pekerjaan tahap konstruksi.

Untuk mencapai tujuan di atas, harus dilakukan program penyelidikan

lapangan yang baik dan lengkap. Adapun program penyelidikan lapangan yang

lengkap untuk pembuatan terowongan adalah :

1. Studi pustaka dan mempelajari data-data yang ada.

2. Studi foto udara.

3. Peninjauan geologi permukaan.

4. Penyelidikan geofisika.

5. Pemboran eksplorasi.

6. Sumur uji, drift, shaft.

7. Pengujian in-situ

8. Pengujian laboratorium

9. Pengujian model skala penuh (Model numerik).

10. Tahap konstruksi.

11. Pemantauan dan unjuk laku (performance) sesudah konstruksi.

Pemetaan Geologi Detail : Pemetaan geologi berguna untuk mengetahui jenis dan penyebaran

batuan di lokasi pekerjaan, baik ketebalannya atau sifat-sifat fisik dan mekanis di

lapangan. Dengan pemetaan ini, secara garis besar diketahui jenis dan sifat

batuan yang nantinya akan ditembus oleh terowongan serta akibat pekerjaan

penerowongan terhadap setiap jenis batuan.

Peta geologi dapat dibuat berdasarkan peta dasar topografi yang dapat

berasal dari peta kontur terestrial, pembesaran foto udara, “plane table” dan lain-

lainnya. Secara umum pemetaan geologi terdiri dari atas pemetaan batuan dasar

dan pemetaan geologi teknik. Peta batuan dasar menunjukkan :

litologi dan batas-batasnya (jenis batuan dan stratigrafi)

Struktur geologi (perlipatan, kekar, sesar, arah dan kemiringannya)

Dan Peta gelogi teknik menunjukkan :

Singkapan batuan, derajat pelapukan dengan masalah utama ; lokasi

yang mempunyai pelapukan yang dalam, potensi kelulusan air, daerah

kebocoran, struktur yang mengontrol penirisan dan kemantapan lereng.

Material bahan bangunan.

Pengujian Geologi Fisik :Pada kegiatan pengujian geologi fisik berhubungan dengan penentuan

jenis batuan maupun karakteristik batuan, sehingga sample dapat dikenali. Oleh

karena itu, ada beberapa hal yang akan diuji terutama dari karakteristik

mineralnya. Semua mineral mempunyai susunan kimiawi tertentu dan  penyusun

atom-atom yang beraturan, maka setiap jenis mineral mempunyai sifat-sifat

fisik/kimia tersendiri. Dengan mengenal sifat-sifat tersebut maka setiap jenis

mineral dapat dikenal, sekaligus kita mengetahui susunan kimiawinya dalam

batas-batas tertentu (Graha,1987). Sifat-sifat fisik yang dimaksudkan adalah:

1) Kilap (luster)

2) Warna (colour)

3) Kekerasan (hardness)

4) Cerat (streak)

5) Belahan (cleavage)

6) Pecahan (fracture)

7) Bentuk (form)

8) Berat Jenis (specific gravity)

9) Sifat Dalam

10) Kemagnetan

11) Kelistrikan

12) Daya Lebur Mineral

Eksplorasi Pengeboran : Pemboran merupakan alat lain yang digunakan di dalam evaluasi geologi

teknik (engineering geology) suatu lokasi, dimana diperlukan keahlian

interpretasi dan aplikasinya. Program pemboran dikembangkan sesudah

mempelajari kenyataan yang didapat selama peninjauan geologi umum

(reconnaissance) lokasi dan penyelidikan geofisika. Pemboran adalah metoda

yang paling umum untuk eksplorasi detail, walaupun program pemboran yang

baik tidak akan mendapatkan semua jawaban mengenai material dan sifat-sifat

batuan, tetapi program pemboran yang baik dapat memberikan jawaban yang

cukup, sehingga dapat mempersiapkan untuk variasi-variasi yang berarti dari

kondisi geologi disekitarnya. Pemboran biasanya dilakukan untuk mendapatkan

keterangan yang spesifik dari unit batuan, variasi material dan sifat-sifat fisik dan

mekaniknya. Karena terowongan gambarannya linier, maka program pemboran

harus terkosentrasi didalam daerah yang berpotensial mempunyai kesulitan yang

besar, kecuali dalam kasus-kasus yang khusus, dimana pemboran tidak harus

pada jarak-jarak tertentu sepanjang lintasan terowongan. Beberapa daerah yang

memerlukan eksplorasi lebih detail adalah :

1) Portal

2) Topografi yang rendah di atas terowongan, yang biasanya

menggambarkan struktur batuan yang lemah.

3) Jenis batuan dengan potensial pelapukan yang dalam.

4) Daerah yang banyak mengandung air (water bearing zone)

5) Daerah geser.

Terowongan yang akan dibuat pada kedalaman yang besar, pemboran

dibuat untuk mendapatkan keterangan yang spesifik mengenai batuan sepanjang

lintasan terowongan. Biasanya dilakukan pengambilan contoh batuan (sample)

diatas lintasan terowongan untuk menyiapkan panampang melintang geologi. Di

daerah yang batuannya relatif mendatar dibutuhkan beberapa lubang bor, tetapi

untuk batuan dan kondisi geologi yang komplek dibutuhkan lebih banyak lagi

lubang bor.

A. Pogram Pemboaran untuk Batuan Lunak (Soft Ground)

Batuan lunak dapat ditemukan di sembarang kedalaman di sekitar

terowongan, hal ini disebabkan oleh besarnya geser (shear zone), alterasi

hidrothermal, sementasi yang buruk di lapisan sedimen dan lain-lain.

Bagaimanapun juga teknik eksplorasi khususnya yang sesuai untuk kondisi

batuan lunak pada terowongan digunakan dengan tanah penutup dangkal seperti

drive samling, cable tool dan churn drilling. Sifat-sifat deformasi tanah dapat

dievaluasi dengan menggunakan alat “dilatometer”, alat ini akan mengukur

deformasi tanah dengan mengukur perubahan volume dari “pressure cell”

dengan tekanan gas yang bervariasi. Ketelitian dari perubahan volume dapat

diukur batasnya dari selang efektif. Metoda ini digunakan untuk tanah yang

mempunyai modulus deformasi kurang dari 5 x 105 psi.

B. Progran Pemboran untuk Batuan Keras (Hard Ground)

Maksud dilakukannya pekerjaan pemboran untuk batuan keras adalah :

1) Menetukan stratigrafi dan geologi struktur di sepanjang lintasan

terowongan yang akan dibuat.

2) Menentukan sifat-sifat fisik material dan batuan.

3) Mempelajari pola “fracture” didalam berbagai unit batuan.

4) Mengukur permeabilitas dan kondisi airtanah.

5) Mengumpulkan data tingkat tegangan in-situ.

6) Mengevaluasi sistem penggalian baik untuk metoda peladekan atau

penggalian mekanis.

7) Mengevaluasi kemungkinan akan kebutuhan penyangga.

8) Menyediakan jalan untuk pengujian di dalam lubang bor dan untuk

peralatan logging.

Penampang lubang bor (core log) adalah perekaman yang terpenting dari

pekerjaan pemboran, oleh karena itu harus dipersiapkan oleh orang yang sudah

berpengalaman didalam menginterpretasi geologi teknik dan mengevaluasi

perilaku peralatan pemboran dalam hubungannya dengan kondisi bawah tanah.

Parameter-parameter yang penting dari hasil ini adalah :

1) Diskripsi geologi dan diskripsi material dan jenis batuan disekitarnya.

2) Diskripsi “rock fabrik element”.

3) Rekaman uji lapangan :

Uji permeabilitas air.

Uji “rebound hammer”.

Uji “core capiler”.

Uji “specific gravity”.

Uji kecepatan dinamis.

4) Log grafis dari litologi, struktur dan perolehan inti (core recovey) untuk

pembacaan cepat data.

5)  Data dasar dari tiap “core run”

Panjang “run”.

Prosentase proelhan inti.

Pecahan inti yang terpanjang.

Lokasi daerah kehilangan inti.

6)  Kecepatan pemboran.

7) Kondisi air dan lumpur pemboran yang kembali dan jumlahnya. 

8) Kedalaman lubang bor dimana pemboran tidak normal.

9) Pendapat dari pencatat pada lokasi dan alasan untuk kehilangan inti.

10) Kondisi-kondisi lainnya dimana dapat mempengaruhi hasil pekerjaan,

seperti tipe dan kondisi peralatan, mata bor dan tekanan lumpur serta rpm

mata bor.

11) Kondisi airtanah.

12) “Casing” atau kebutuhan penyemenan.

13) Lokasi inti didalam peti, untuk kemudahan referensi dimasa mendatang.

C. Penggunaan Lain dari Lubang Bor :

Sesudah pemboran selesai dan inti sudah berada di peti, maka

pengeluaran terbesar eksplorasi sudah selesai, dan penggunaan lain dari lubang

bor harus dipertimbangkan, hal ini tergantung dari kebutuhan proyek.

Beberapa penggunaan lain dari lubang bor adalah :

1) Pengukuran muka airtanah dan alirannya, uji permeabilitas.

2) Pengukuran temperatur airtanah dan kadar garamnya.

3) Mempelajari struktur batuan dengan menggunakan kamera televesi

didalam lubang bor.

4) Pengukuran sifat-sifat fisik batuan dengan menggunakan kecepatan

seismik didalam lubang bor.

5) Logging geofisik untuk melokalisir lapisan yang permeabel, perubahan

material didalam daerah kehilangan inti, void dan lain sebagainya,

dengan menggunaan resistivity listrik (gamma dan neutron density logs).

6) Survei arah lubang bor.

D. Pemboran Horizontal :

Pemboran harizontal panjang sekarang banyak digunakan untuk

eksplorasi sebagai pengganti “adit” jika dana untuk penyelidikan terbatas.

Menurut Majtenji dan Rubin ada empat keuntungan pemboran harizontal panjang

adalah :

1) Problema keamanan dan lingkungan berkurang.

2) Kecepatan kemajuan tinggi dan ongkos yang relatif murah.

3) Terganggunya batuan sangat kecil.

4) Adapun keputusan yang berbeda, proses dapat dihentikan pada tingkat

ongkos terendah.

Empat metoda yang digunakan untuk melakukan pemboran horizontal panjang

adalah :

1) Diamond wireline core drilling.

2) Rotary drilling (Tricone type bit).

3) Down hole motor drilling.

4) Down hole percussion drilling.

Pengujian di laboratorium :Pengujian laboratorium dilakukan untuk mendapatkan informasi dan data-

data dari sifat fisik dan mekanik dari material dan batuan di sepanjang dimana

terowongan tersebut akan dibuat. Pengujian di laboratorium pada umumnya

dilakukan terhadap percontoh (sample) yang diambil dari hasil pemboran (core)

di lapangan. Satu percontoh dapat digunakan untuk menentukan kedua sifat

batuan. Pertama-tama adalah penentuan sifat fisik batuan yang merupakan

pengujian tanpa merusak (non destructive test). Kemudian dilanjutkan dengan

pengujian kedua, yakni pengujian sifat mekanik batuan yang merupakan

pengujian yang merusak (destructive test) sehingga percontoh batuan hancur.

Hasil pengujian sifat fisik batuan adalah ; bobot isi, speciifi gravity atau densiti,

porositas, abssorpsi dan void ratio. Dan hasil pengujian sifat mekanik batuan

adalah ; kuat tekan,  kuat tarik, modulus elastisitas, sudut geser dalam, kohesi

dan Poisson’s ratio. Hasil ini diperoleh dari pengujian-pengujian :

1) Unconfined Compressive Strength (UCS)

2) Triaxial test.

3) Shear Box test.

4) Brazzilian test.

Eksplorasi Adits dengan Uji Perluasan :

“Adit” atau sumuran (shaft) untuk eksplorasi dilakukan agar para

perancang dapat melihat langsung keadaan batuan atau material di tempat

terowongan yang akan dibuat. Untuk penggalian di bawah tanah yang besar,

maka adit ini sangat diperlukan. Penampang adit ini tidak boleh lebih dari 2 x 2

m. Untuk daerah yang mempunyai tenaga kerja yang mahal, maka ukuran

penampang adit dapat diperbesar menjadi 3 x 3,75 m, agar dapat digunakan alat

gali mekanis, sehingga biayanya akan lebih murah. Di dalam adit dapat

dilakukan :

1) Analisis geologi teknik rinci.

2) Pengukuran sifat fisik dan mekanik in-situ. 

3) Pengkuran reaksi massa batuan terhadap penggalian.

4) Uji berbagai tipe penyangga.

5) Mengevaluasi metoda penggalian.

6) Pemantauan airtanah dan kondisi gas.

7) Pra penyangga di daerah batuan yang sulit.

Pengujian mekanik batuan insitu :

Pengetahuan mengenai pengukuran sifat-sifat mekanik batuan in-situ

mengalami kemajuan yang sangat pesat. Studi mekanika batuan in-situ dibuat

dalam rangka :

1) Evaluasi kebutuhan rancangan perkuatan batuan permanen dan

sementara.

2) Mendapatkan parameter pembebanan untuk rancangan dinding

terowongan, termasuk penggunaan kekuatan batuan di dalam dinding

terowongan tekan.

3) Evaluasi kestabilan kolom batuan diantara dua terowongan

yang  berdekatan.

Hasil pekerjaan dibidang mekanika batuan yang telah diselesaikan saat

ini memberikan beberapa fakta yang harus diketahui oleh para perancang dan

pelaksana pembuatan terowongan adalah :

1) Kekuatan batuan adalah time-dependent dan lebih dikontrol oleh batas

regangan dari pada batas tegangan.

2) Kekuatan batuan (batas ragangan) sangat peka terhadap tegangan in-

situ (tekanan pemampatan).

3) Variasi di dalam kekuatan batuan disebabkan oleh efek fabrik (perlapisan,

kekar dan skistositi dapat secara ekstrim).

4) Tegangan in-situ di dalam batuan tidak hanya disebabkan oleh tinggi

vertikal elemen di atasnya, tetapi juga bisa oleh elemen-elemen tegangan

tektonik sebelumnya dan sejarah pembebanan batuan sebelumnya.

5) Arah dari tegangan prinsipal maksimum jarang vertikal, tetapi sangat

sering mendekati horizontal.

6) Elemen individu dari perlapisan batuan sering membawa tegangan in-situ

yang sangat berbeda. Ini lebih benar sebagai arah dari tegangan prinsipal

maksimum mendekati arah perlapisan, dalam hal ini, tegangan yang

dibawa oleh tiap unit batuan dapat dihubungkan dengan ratio (nisbah)

dari modulus deformasinya.

7) Poisson’s ratio untuk batuan tidak konstan dan peka terhadap tingkat

tegangan.

Pengujian bawah air :

Uji tekanan air adalah bagian dari program eksplorasi batuan. Hasil uji ini

akan memberikan informasi yang berguna mengenai kondisi bawah permukaan

jika dilakukan dengan hati-hati. Sebelum  data uji tekanan air dapat digunakan

secara efektif, hasil di lapangan harus dikonversikan dahulu ke suatu koefisien

yang antara lain adalah :

Dimana :

k     = unit darcy (cc/detik, centipoise/cm2/det, atm/cm)

Q    = absopsi bagian yang diuji (cc/det)

m     = viskositas fluida pengujian (centipoise)

L     = panjang bagian yang diuji (cm)

Pc   = tekanan rata-rata dikoreksi dibagian yang diuji (atm)

r      = jari-jari lubang bor (cm)

Tahap Akhir Kegiatan : 1) Mengolah Data :

2) Mempersiapkan bagian peta geologi akhir

3) Menganalisa hasil dari pengujian laboratorium

4) Mengklasifikasikan massa batuan

k = Qm / 2p L Pc Log L/r