13

12

Lampiran 5

Tabel 2 Variasi Tipe Penyangga dan Total Displacements pada Kelas Massa Batuan III b

Kelasmassabatuan

Tipe Penyangga Kriteriakeruntuhan

Total displacementKriteria

keruntuhanTotal displacement

Beton tembak (mm) Rockbolt

Shotcreat Liner Panjang (m) Spasi (m) Jumlah

MohrColoumb

Stage 1 stage 2 stage 3 stage 4

GeneralizedHoek-Brown

Stage 1 stage 2 stage 3 stage 4

Kelas IIIa

120 120 2 1,2 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 2,5 1,2 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 3 1,2 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 2 1,5 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 2,5 1,5 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 3 1,5 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 2 1,7 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 2,5 1,7 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 3 1,7 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 2 2,0 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 2,5 2,0 7 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

120 120 3 2,0 7 6.71E-15 0,0167071 0,0186065 0,018873 6.71E-15 0,0167071 0,0186065 0,018873

11

Lampiran 4

Tabel 2 Variasi Tipe Penyangga dan Total Displacements pada Kelas Massa Batuan III a

Kelasmassabatuan

Tipe Penyangga Kriteriakeruntuhan

Total displacementKriteria

keruntuhanTotal displacement

Beton tembak (mm) Rockbolt

Shotcreat Liner Panjang (m) Spasi (m) Jumlah

MohrColoumb

Stage 1 stage 2 stage 3 stage 4

GeneralizedHoek-Brown

Stage 1 stage 2 stage 3 stage 4

Kelas IIIb

150 150 2 1,2 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 2,5 1,2 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 3 1,2 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 2 1,5 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 2,5 1,5 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 3 1,5 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 2 1,7 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 2,5 1,7 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 3 1,7 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 2 2,0 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 2,5 2,0 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

150 150 3 2,0 10 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611 2.00E-12 0.0167071 0.0166341 0.0165611

10

Lampiran 2

Gambar 2.1 Headrace Tunnel Chainage 260 - 320 m Gambar 2.2 Elemen Hingga Kelas III b

(1) (2) (3) (4)Gambar 2.3 Stage 1-4 Model 2 Kelas III b

9

VII. LAMPIRANLampiran 1

Gambar 1.1 Headrace Tunnel Chainage 320 -360 m Gambar 1.2 Elemen Hingga pada Kelas III a

(1) (2) (3) (4)Gambar 1.3 Stage 1-4 Model 1 Kelas III a

7

Terowongan MenggunakanKonvergenmeter Kaitannyadengan PemasanganPenyangga di PLTA Tulis JawaTengah. Bandung : BidangKhusus Geomekanika ProgramStudi Rekayasa PertambanganProgram Pascasarjana ITB.

. 2005. Hand outGeoteknik D4 Sungai danPantai. Bandung : DepartemenPekerjaan Umum.

Eldebro, Catrin. 2003. TechnicalReport : Rock Mass Strenght.Lulea University ofTechnology.

Goodman, Richard. E. 1989.Introduction to RockMechanics. Edisi Kedua. JohnWiley and Sons. New York

Hoek, E., Kaiser, P.K. dan Bawden,W.F. 1995. Support ofunderground excavations inhard rock. A.ABalkema/Rotterdam/Brookfield

Hoek, E. 2002. A brief history of theHoek-Brown criterion, Program: “Roclab”, URL :http://www.rockscience.com, 10Juni 2012.

Koesnaryo, S. 1994. Diktat KuliahTeknik Terowongan “Buku 1Teknik Penyelidikan untukRancangan Terowongan”.Yogyakarta : Jurusan TeknikPertambangan UPNYogyakarta.

. 1994. Diktat KuliahTeknik Terowongan “Buku 2Rancangan Terowongan”.Yogyakarta : Jurusan TeknikPertambangan UPNYogyakarta.

Lembaga Penyelidikan MasalahBangunan. 1971. PeraturanBeton Bertulang Indonesia 1971NI-2. Bandung.

Lucio, Canonica. 1991. MemahamiBeton Bertulang. Bandung :Penerbit Angkasa.

Menteri Pekerjaan Umum. 2005.Penyelidikan Geoteknik untukFondasi Bangunan Air.Keputusan Menteri PekerjaanUmum. Nomor498/KPTS/M/2005.t. t.

Price, D. G. 2009. EngineeringGeology. Springer-VerlagBerlin Heidelberg. Berlin

PT Terra Buana Manggala Jaya. 1984.Pekerjaan Geologi Teknik danSeismik Rencana TerowonganPLTA Tulis.

_______________. 1988. PekerjaanPenyelidikan GeologiTambahan untuk WaterwaysPLTA Tulis.

Rai, Made. A dan Kramadibrata,Suseno.1999. Mekanika Batuan.Laboratorium GeomekanikaJurusan Teknik PertambanganITB. Bandung

Waltham, Tony. 2009. Foundations ofEngineering Geology. EdisiKetiga. Spon Press. New York

2

(1) (2) (3)Gambar 4.3 Total Displacement pada Model 2 Kelas III b

Berdasarkan gambar-gambar di atasterlihat bagaimana nilai total displacementpada tiap tahapan stage dari stage 1 sampai3. Terlihat bahwa pada kelas massa batuanIII a (lihat gambar 4.1) dan III b (lihatgambar 4.2). Warna coklat-oranye padagambar tersebut menunjukkan nilai totaldisplacement yang cukup tinggi yang berartiterowongan tersebut belum stabil sehinggamemungkinkan terjadi keruntuhan padadaerah berwarna coklat-oranye tersebut.Dari gambar terlihat pula pada kelas III adan III b yang mengalami pengurangan nilaitotal displacement pada model (dapat dilihatdari berkurangnya warna coklat-oranye padastage 2 dan 3 pada kelas III a serta III b).

V. KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan

Dari hasil pembahasan tersebutdapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

a. Permodelan penyangga sementarapada lubang terowongan denganmenggunakan perangkat lunakPhase2 telah menghasilkan nilaitotal displacement pada kelas massabatuan IIIa memiliki nilai totaldisplacement 0,0165611 mm;berdasarkan kriteria keruntuhanMohr Coloumb, dan 0,0188752 mberdasarkan kriteria keruntuhanGeneralized Hoek-Brown dan padakelas massa batuan IIIb memilikinilai total displacement 0,0222129m; berdasarkan kriteria keruntuhanMohr Coloumb, dan 0,0188752 mberdasarkan kriteria keruntuhanGeneralized Hoek-Brown sehinggadapat dikatakan tidak aman makajenis penyangga yang paling sesuaiadalah baut batuan, beton tembakdan steel set.

b. Hasil pemodelan penyanggasementara pada terowonganmemiliki kelas massa batuan IIIayang terletak pada chainage 347 mdengan nilai RMR 29 serta kondisifsik batuan batulempung danperselingan batupasir dan kelasmassa batuan IIIb yang terletakpada chainage 306 m dengan nilaiRMR 16 serta kondisi fisik batuanbatulempung dan perselinganbatupasir maka jenis penyangga

yang paling sesuai adalah bautbatuan, beton tembak dan steel set.

c. Pembagian kelas massa batuan padachainage 265 -375 m, jumlahelemen hingga pada pemodelankelas massa batuan IIIa berdasarkankriteria keruntuhan GenelarizedHoek-Brown terdiri dari 4 buah,sedangkan berdasarkan kriteriakeruntuhan Mohr-Coloumb terdiridari 4 buah dan kelas massa batuanIIIb berdasarkan kriteria keruntuhanGenelarized Hoek-Brown terdapatterlihat 8 buah, sedangkanberdasarkan kriteria keruntuhanMohr-Coloumb terdapat 12 buahsehingga dapat dikatakan tidakaman maka jenis penyanggsementara yang paling sesuaiadalah baut batuan, beton tembakdan steel set.

Saran Dari pemodelan yang dilakukan

pada kelas massa batuan IIIadan IIIb tidak ada yang aman.Maka perlu adanya penambahanbaut batuan terhadap zona yangterdapat mengindikasikankeruntuhan. Zona tersebutditunjukan dengan keterdapatanelemen yang pecah. Sebagaicontoh misal pada chainage 347m elemen pecah terdapat padaatap terowongan maka untukmemperkuat perlu ditambahkanbeberapa baut batuan padachainage tersebut.

VI. DAFTAR PUSTAKABieniawski, Z.T. 1989. Engineering

Rock Mass Classifications. NewYork : John Wiley & Sons.

Brady, B. G. H dan Brown, E. T.1985. Rock Mechanics forUnderground Mining. GeorgeAllen & Unwin.

Condon,W.H, dkk, 1996., Peta GeologiLembar Banjarnegara danPekalongan, Jawa, Edisi ke dua,Pusat Penelitian danPengembangan Geologi,Bandung

Dwiyanto J. S. 1994. Tesis“Pemantauan Pembangunan

6

dapat dikatakan aman bila jumlahnya kurangdari 4 buah.

Pada permodelan penyanggasementara kelas massa batuan IIIamenunjukan tidak aman. Bentuk kotaktersebut merupakan element yangmenunjukan element yang pecah dan ada didaerah atap sebelah kiri terdapat 1 buah danbagian bawah terdapat 3 buah. Elemenyang pecah ini tidak lebih dari 4 maka dapatdikatakan tidak aman. (terdapat di lampiran1)

Pada penyangga sementara kelasmassa batuan IIIb menunjukan tidak aman.Bentuk kotak tersebut meruapakan elementyang menunjukan element yang pecah danada di daerah atap sebelah kiri sampai kebawah terdapat 6 buah dan bagian kanan danbawah terdapat 2 buah. Elemen ini lebihdari 4 maka dapat dikatakan tidak aman.(terdapat di lampiran 2)

4.4 Total DisplacementPada ketiga model tersebut

dilakukan variasi penyangga sementaradengan menambahkan beton tembak danbaut batuan baut batuan setelah dilakukaneskavasi/penggalian. Variasi tersebutdidasarkan dari petunjuk penggalian danpemasangan penyangga terowongan (AfterBieniawski, 1989) serta variasi yang telahdilakukan pada terowongan tersebut(Dwiyanto, 1994). Dan setelah diprosesdengan menggunakan paket program Phase2dihasilkan nilai total displacement pada

model 1 seperti pada tabel 1 (terdapat dilampiran 3), model 2 seperti pada tabel 2(terdapat di lampiran 4). Untuk tiap tabeltersebut 1 model diproses dalam 1 stage(stage 1 sebelum eskavasi; stage 2 setelaheskavasi; stage 3 setelah eskavasi dandipasang beton tembak 1 + baut batuan;stage 4 baut batuan + beton tembak 2; stage5 beton tembak 1 + baut batuan + betontembak 2)Berdasarkan tabel-tabel tersebut terlihatbahwa Untuk semua variasi penyangga

sementara yang dilakukan pada kelasmassa batuan III b dan III a memilikinilai total displacement > 5 mm,sehingga terowongan tersebut masihbelum stabil dan aman dengan variasibeton tembak dan baut beton yang telahdilakukan. Maka diperlukan variasipenambahan penyangga sementara lagiberupa steel set seperti petunjukpenggalian dan pemasangan penyanggaterowongan (After Bieniawski, 1989).Apabila penambahan steel sets tidakdilakukan kemungkinan keruntuhanpada terowongan tersebut sangatlahbesar.

Nilai total displacement bukandipengaruhi dari nilai RMR-nya tetapidari kedalaman terowongan/overburdenterowongan semakin besarkedalamannya maka makin besar nilaitotal displacementnya.

(1) (2) (3)Gambar 4.2 Total Displacement pada Model 1 Kelas III a

5

σz = σ3. Misal pada chainage 45dengan nilai tegangan vertikal (σv) =1,479 dan tegangan horisontal (σh)= 1,422994.

Langkah kelima adalah discretize andmesh, membagi media kontinumenjadi banyak bentuk elemenhingga. Elemen hingga berbentuksegitiga. Sehingga pada tahapan iniseolah-olah kita seperti membuatjaring-jaring elemen, dimana semakinkecil elemen yang kita buat makahasil permodelan yang akandidapatkan akan semakin baik. Untukmodel headrace tunnel ini memakaigradiation factor 0,1, dimanasemakin besar gradiation factorsemakin kecil pula elemen yangdihasilkan.

Langkah keenam adalah definematerial properties, menetukan sifat-sifat material/litologi berdasarkantipe material, kriteria keruntuhan,serta sifat-sifat fisik dan mekanikmaterial berdasarkan uji labolatoriumberupa nilai.

Langkah ketujuh adalah membuatmodel headrace tunnel ini menjadi 4tahapan/stage (lihat gambar 1.3 padalampiran 1, gambar 2.3 padalampiran 2, dan gambar 3.3 padalampiaran 3) yakni- Stage 1 penampang terowongan

sebelum penggalian (prosesnya darilangkah 1 sampai 6 di atas)

- Stage 2 penampang terowongansetelah penggalian

- Stage 3 penampang terowongandengan variasi tipe penyanggasementara 1 (baut batuan + betontembak I)

- Stage 4 penampang terowongandengan variasi tipe penyanggasementara 2 (ditambahkan betontembak II).

Langkah kedelapan adalah computeand interpret, pada tahap ini modelyang telah kita buat tadi akandiproses dan dianalisis oleh programPhase2 yang nantinya akan dihasilkanoutput berupa gambar dan grafikdimana nantinya kita bisamenganalisis dan menyimpulkankombinasi penyangga sementaramana yang paling sesuai berdasarkansifat fisik, mekanika batuan sertaperilaku massa batuan sepanjang

terowongan. Hasil interpret misalseperti gambar 4.1 yang merupakanhasil interpretasi total displacementpada model 1.

4.1 Model 1Model 1 merupakan pemodelan penyangga

sementara pada terowongan pada kelasmassa batuan II b yang terletak padachainage 347. Massa batuan ini mempunyainilai RMR 29, berdasarkan (Bieniawski,1989) massa batuan ini termasuk kelas V(poor rock.). Dimana massa batuan ini hanyamemiliki stand-up time sekitar 10 jam untuk5 m span, sehingga diperlukanlahpemasangan penyangga sementara padachainage 347 m agar terowongan tidakmengalami keruntuhan. Pada model initersusun atas litologi berupa batulempungperselingan batupasir.

dan berada pada kedalaman 25 m.Berdasarkan hasil perhitungan didapatkannilai tegangan vertikal (σv) = 1,479 dantegangan horisontal (σh) = 1,442494.Setelah dimodelkan dengan softwarePhase2 maka dihasilkan model 1 sepertigambar berikut ini (terdapat di lampiran 1)

4.2 Model 2Model 2 merupakan pemodelan

penyangga sementara pada terowonganpada kelas massa batuan III b yang terletakpada chainage 306. Massa batuan inimempunyai nilai RMR 16, berdasarkan(Bieniawski, 1989) massa batuan initermasuk kelas V (very poor rock.). Dimanamassa batuan ini hanya memiliki stand-uptime 1 jam untuk span 2 m, sehinggadiperlukanlah pemasangan penyanggasementara pada chainage 108 agarterowongan tidak mengalami keruntuhan.Pada model ini tersusun atas litologi berupabatulempung dengan perselingan batupasirdengan kemiringan lapisan batuan 580 danberada pada kedalaman 50 m. Berdasarkanhasil perhitungan didapatkan nilai teganganvertikal (σv) = 1,174 dan teganganhorisontal (σh) = 0,319328. Setelahdimodelkan dengan software Phase2 makadihasilkan model 2 seperti gambar berikutini. (terdapat di lampiran 2)

4.3 Element HinggaTerdapat beberapa elemen hingga

pada permodelan menggunakan keteriakeruntuhan Mohr Coloumb dan GeneralizedHoek-Brown yang ditunjukan dengan bentukkotak pada elemen yang ada namun hal itu

4

warna pada suatu jenis material yangdipakai pada kriteria keruntuhan MohrColoumb.

Untuk melakukan komputasikstabilan terowongan denganmenggunakan program perangkat lunakPhase2, maka diperlukan masukan datayang lengkap. Data tersebut mencakup: Penentuan kondisi batas dan

pembebanan Penentuan kondisi batasdan pembebanan

Pembuatan model Penentuan parameter sifat fisik dan

mekanik massa batuan danpenyangga

Menentukan nilai sigma 1 dan sigma 3menggunakan teori tegangan karenapembebanan. Sigma 1 merupakantegangan vertikal (σv ) sedangkan sigma 3merupakan tegangan horisontal (σh)Dalam menentukan nilai tegangantersebut maka digunakan rumus sebagaiberikut :

σv = γ . hγ merupakan nilai bobot isi batuan

dan h merupakan kedalaman lapisanbatuan.

Sedangkan perhitungan untukmenentukan nilai tegangan sigma 3 atautegangan horisontal (σh) diperlukan databerupa Poisson’s ratio (v) dengan rumussebagai berikut :

σh = σv

Selain itu membuat bentukterowongan yang akan dieksavasi.Terowongan mempunyai bentuk tapalkuda standard dengan diameter 8 m.

Hal yang perlu diperhatiakn padaperancangan terowongan tekan ialahkemantapan pada saat kosong maupunpada saat terisi air. Terowongan airmempunyai tekanan air dari dalam dantekanan luar akibat massa batuan dan airtanah. Untuk menahan resultan tegangantarik, bentuk penampang yang palingmenguntungkan dan ekonomis ialahbentuk bulat, dengan perkuatan beton.Akan tetapi agar lebih mudah dalampenggalian terowongannya makandipilihlah bentuk tapal kuda padaHeadreca Tunnel di PLTA Tulis ini.

Total panjang penyanggasementara headrace tunnel PLTA Tulisyakni 2860 m, pada tugas akhir ini akandilakukan analisis dan permodelanpenyangga sementara pada chainage 265m – 375 m. Selanjutnya chainage

tersebut akan dimodelkan menjadi 2buah model penyangga sementaradengan menggunakan program Phase2.Program Phase2 merupakan programelement hingga elasto-plastic 2 dimensiuntuk memperhitungkan tegangan dandisplacement lubang bukaan di bawahtanah. Pembuatan 2 model tersebutdidasarkan pada variasi klasifikasi massabatuan yang terdapat pada chainage 265m – 375 m yang terdiri atas 2 kelas yaknikelas III a, dan III b. Tiap-tiap modeltersebut terdiri atas 4 stage/tahapan.

Tahapan dalam pembuatan modelpenyangga sementara pada headracetunnel PLTA Tulis dengan menggunakanprogram Phase2 ini adalah Pertama-tama kita membuat

penampang terowongannya, bentukpenampang terowongan headracetunnel ini adalah tapal kuda dengandiameter terowongan 8 m.

Kemudian kita tentukan batas modeluntuk penampang terowongantersebut. Untuk model penyanggasementara pada headrace tunnel inimemakai batas model yang tidakdipengaruhi oleh penggalianbukaan/eskavasi sebesar 20 kalidiameter terowongan lubang bukaanitu sendiri. Batas model tersebut bisaberbentuk kotak, lingkaran, dsb.(seperti pada gambar 1.2 padalampiran 1, gambar 2.2 padalampiran 2, dan gambar 3.2 padalampiran 3)

Langkah ketiga adalah melakukansayatan horisontal melintang padapeta struktur geologi headrace tunneluntuk mendapatkan gambaran litologiyang terdapat di dalam dan di luarpenampang terowongan. Sehinggapada tahap ketiga ini kita akanmendapatkan gambaran bagaimanapersebaran jurus dan kemiringanlitologi jika kita melihat dari arahdepan penampang terowongan.(seperti pada gambar 1.1 padalampiran 1, gambar 2.1 padalampiran 2 dan gambar 3.1 padalampiran 3)

Langkah keempat adalah menentukanbesar tegangan yang terjadi padapenampang terowongan. Nilai-nilaiyang harus ditentukan adalah nilaitegangan vertikal (σv / σ1), teganganhorisontal (σh / σ3), dan σz (dimanapada model headrace tunnel ini nilai

3

waktu cukup lama,. Sehingga untukmengetahui kemantapan terowongandengan mengggunakan penyanggasementara perlu dilakukan analisispemodelan penyangga sementara agartidak terjadi keruntuhan pada dinding-dinding terowongan, sebelum nantinyasetelah penggalian selesai seluruhnyadibuat dinding beton (concrete lining).

Dalam penelitian ini untuk dapatmelakukan pemodelan penyanggasementara pada headrace tunnel denganperangkat lunak Phase 2 makadibutuhkan data terowongan yangmeliputi peta struktur geologi sepanjangterowongan, peta geologi daerahsetempat, data uji laboratorium danlapangan, serta data rancanganterowongan. Berdasarkan data tersebutkemudian dianalisis dan dievaluasidengan menggunakan perangkat lunakPhase2 sehingga dihasilkan pemodelanpenyangga sementara yang tepat danefektif sesuai berdasarkan sifat fisik,mekanika batuan serta perilaku massabatuan sepanjang terowongan.

Hipotesis1. Berdasarkan permodelan penyangga

sementara pada lubang terowonganpada chainage 265 – 375 m denganmenggunakan perangkat lunakPhase2 diperkirakan menghasilkannilai total displacement kurang dari0,005 m dan jumlah elemen yangpecah berjumlah 4 buah.

2. Berdasarkan sifat fisik, mekanikabatuan, serta perilaku massa batuansepanjang terowongan denganchainage 265 – 375 m, untuk faktorkeamanan diperkirakan jenispenyangga sementara yang palingaman

3. Berdasarkan pembagian kelas massabatuan pada chainage 265 -375 m,diperkirakan elemen hingga padapemodelan kelas massa batuan IIIadan IIIb yang pecah berkisar antara 4– 10 buah.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANDalam pelaksanaan pemasangan

penyangga sementara di terowonganPLTA Tulis dipasang kombinasi(Dwiyanto, 1994) antara lain baut batuandan beton tembak ; baut batuan, betontembak, dan penyangga besi baja. Untukmenentukan kombinasi mana yang akandipasang, telah dibuat rancangan tipe

penyangga berdasarkan harga klasifikasimassa batuan (rock mass rating= RMR)(Dwiyanto, 1994). Klasifikasi massabatuan tersebut terdiri atas 5 kelas yangmerupakan modifikasi dari klasifikasigeomekanik dari Z.T Bieniawski. Kelasmassa batuan tersebut yakni Kelas I, II a,II b, III a, dan III b.

Penggunaan perangkat lunakPhase2 dapat menunjukan hasil metodeelemen hingga (Element Method)merupakan metode solusi numerik, yangdalam geomekanika dipakai untukmenentukan medan tegangan danperpindahan jika diketahui moduluselastisitas atau deformasi berdasarkanperilaku massa batuan yang diterapkan.

Di dalam pemodelan penyanggasementara headrace tunnelmenggunakan dua keteria keruntuhanyaitu dengan menggunakan kriteriakeruntuhan Mohr Coloumb danGeneralized Hoek Brown. Hasil darisimulasi menggunakan peranngkat lunakPhase2 dapat menghasilkan nilai totaldisplacement dan element yang pecah.

Pada pemodelan terowongan dichainage 347 m, material yang ada padachainage ini terdiri dari lempung danbatupasir dan nilai total displacementdari kelas massa bataun IIIa adalah0.0165611 m. Pada pemodelanterowongan di chainage 306 m, materialyang ada pada chainage ini terdiri darilempung dan batupasir dan nilai totaldisplacement dari kelas massa bataunIIIb adalah 0.0165611 m.

Parameter yang digunakan dalammem Kriteria keruntuhan yangdigunakan adalah kriteria GeneralizedHoek-Brown yang telah tergeneralisasi.Dalam kriteria ini parameter yangdigunakan meliputi nilai UCS atau σci ,mb, s dan a. Nilai parameter mb, s dan amerupakan analisis nilai kekuatan darikriteria Generalized Hoek-Brownterdahulu. Parameter yang digunakanuntuk memperoleh nilai jenis litologi(mi), faktor gangguan (D). Selain ituparameter lain yang digunakan meliputijenis aplikasinya, dan bobot isi (γ),sedangkan alah satu parameter materialdengan pemasukan data sifat mekanikbatuan berupa modulus elastisitas (E),poisson ratio (v), kohesi (c), sudut geserdalam (Ø) dan tipe material. Selain itudalam penentuan material terdapatpemilihan tipe material dan pemberian

2

Pada proses pembangunanterowongan, proses perancanganpenyangga merupakan suatu hal yangsangat penting untuk dilakukan. Prosesini harus dilakukan dengan cermat danteliti agar didapatkan efisiensi biayapengeluaran pada proyek pembangunanterowongan tersebut. Karena jumlahpengeluaran total dalam pembangunansuatu terowongan membutuhkan biayayang tidak murah. Proses perencanaanpenyangga ini sendiri terbagi menjadi 2yakni perencanaan penyangga sementaradan juga permanen. Perencanaanpenyangga sementara biasanya dilakukansebelum dan saat dilakukan konstruksiterowongan.

Proses perencanaan penyanggasementara inilah yang dijadikan pokokpermasalahan dalam penulisan TugasAkhir ini, dalam hal ini pada prosespembangunan headrace tunnel PLTATulis di Banjarnegara

II. KAJIAN PUSTAKAPenyanggaan bertujuan

membantu dinding terowonganmenyangga beban massa batuan dariatas dan samping terowdngan, sehinggaterowongan tetap stabil (Dwiyanto,1994).

Berdasarkan fungsinya,penyanggaan pada terowongan dapatdibedakan menjadi dua macam yaitu :1) penyangga sementara (temporer)2) penyangga permanen.

Penyangga sementarabiasanya digunakan pada saatberlangsungnya konstruksiterowongan, sebelum dipasangpenyangga yang permanen. Di sampingitu, penggalian suatu terowong-uji (testadit) biasanya juga memerlukanpenyangga sementara (Dwiyanto, 1994).

Jika ditinjau dari segibahannya, penyangga dapatmenggunakan salah satu atau gabungandari bahan (Dwiyanto, 1994) :1) kayu2) baja3) beton monolit4) beton tembak (shotcrete) danjaring kawat (wire mesh)

Sedangkan rockbolts tidak termasukjenis penyangga strukturalmelainkan sebagai bahan perkuatan(Dwiyanto, 1994).

Penyangga jenis kayu lebihumum digunakan di tambang bawahtanah, sebab biasanya umurterowongan relatif singkat dan biayaharus ditekan serendah mungkin.Jenis penyangga yang la in digunakanpada terowongan s i p i l (Dwiyanto,1994).

Dalam pelaksanaan pemasanganpenyangga sementara di terowonganPLTA Tulis dipasang kombinasi(Dwiyanto, 1994) antara :

Baut batuan dan beton tembak Baut batuan, beton tembak, dan

penyangga besi bajaUntuk menentukan kombinasi

mana yang akan dipasang, telah dibuatrancangan tipe penyangga berdasarkanharga klasifikasi massa batuan (rockmass rating= RMR) (Dwiyanto, 1994).Hal ini sesuai tabel 2.1 berikut.

Tabel 2.1 Klasifikasi Massa batuan diTerowongan PLTA Tulis (Dwiyanto, 1994)

MenurutBieniaw

ski

ModifikasiPLN

NilaiPembobo

tan(RMR)

I I 81 - 100II IIa 61 – 80III IIb 41 – 60IV IIIa 21 – 40V IIIb < 20

III. METODOLOGILokasi penelitian merupakan

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)Tulis yang terletak di Desa Sokaraja,Kecamatan Pagentan, KabupatenBanjarnegara, Jawa Tengah. Dalampelaksanaan pembangunan PLTA Tulisakan dibangun bendungan tipe betonyang membendung Kali Tulis diKabupaten Banjarnegara. Air daribendungan Tulis direncanakan untuksuplesi rencana bendungan Maung,dengan cara membuat terowongan daribendungan Tulis menuju Kali Merawu.Air dari terowongan ini masuk di bagianhulu rencana bendungan Maung.Sebelum air sampai di Kali Merawu,dimanfaatkan dulu sebagai penggerakturbin pembangkit listrik. Sehinggaterowongan disini berfungsi sebagaiheadrace tunnel. Penggalian terowongantersebut sampai selesai membutuhkan

1

PEMODELAN PEMASANGAN PENYANGGA SEMENTARA MENGGUNAKANPERANGKAT LUNAK PHASE 2 PADA HEADRACE TUNNEL CHAINAGE 265 M – 375

M DI PLTA TULIS KABUPATEN BANJARNEGARA, JAWA TENGAH

Oleh : Lulu Febri Nugraha

ABSTRACTImplementation of development Hydroelectric Power Plant (HEPP) Write a dam will beconstructed of concrete type dam times Write Banjarnegara district. Water from the dam Writedams planned for suplesi plan Maung, by creating a tunnel from the dam Write Merawu towardsKali. Water from the tunnel entrance on the upstream dam plan Maung. Before the water reachedthe Kali Merawu, formerly used as power plant turbines. So the head race tunnel tunnel work.Making the tunnel is strongly influenced by the mass of rock above the tunnel or overburden.Modeling research purposes pit tunnel condition before reinstalling the system buffer andtemporary buffer on the tunnel design using Phase2 software so that it can determine the type mostsuitable buffer while the tunnel chainage chainage 306 m and 347 m The method used in this studywith experimental methods. Using the help of Phase2 software to help model some temporarybuffer to buffer variations in the form of bolts while concrete and benton shoot. Determiningwhether or not the buffer is safe while the results of the use value of the total displacement, andfinite element. From the use of one of these parameters the total displacement (total collapse),there is a scale from chainage 306 m and 347 m chainage have total displacement 0.0222129 and0.0165611 m m. Of the total displacement that there are more than 0.005 m, then at chainage 306m and 347 m chainage unsafe and finite element number is less than 4 then the class of modelsMasaa rocks found on the chainage is less than 4 including unsafe. Type of buffer used in the formof concrete shot but shows the total value of less than 0.005 m dispalcement then coupled with thetype of buffer while steel. Modeling is done in class IIIa and IIIb rock mass unsafe. It is necessaryto increase the zone of concrete screws are indicated collapse. Zones are shown by the brokenketerdapatan finite element.

Keywords: Tunnel, planning temporary buffer, buffer system simulation, total displacement, finiteelement

I. PENDAHULUANTerowongan adalah sebuah

tembusan di bawah permukaantanah atau gunung. Terowonganumumnya tertutup di seluruh sisi kecualidi kedua ujungnya yang terbuka padalingkungan luar. Beberapa ahli tekniksipil mendefinisikan terowongan sebagaisebuah tembusan di bawah permukaanyang memiliki panjang minimal 0.1 mil(0,1609 km), dan yang lebih pendek dariitu lebih pantas disebut underpass.Terowongan memiliki fungsi dan tujuanmasing-masing yaitu sebagai jalan,pertambangan, pengelak aliran air danpenyedia air baku pada bendungan.

Pada pembangunan terowongansering dijumpai masalah yang tidak biasaterjadi pada rancangan bangunan biasa.Masalah yang sering dijumpai padapembangunan terowongan meliputimassa batuan yang memiliki sifatheterogen, anisotrop dan diskontinyu.Faktor-faktor geologi menjadi hal yangsangat penting dalam perancangan suatugalian bawah tanah atau terowongan

karena berkaitan dengan kekuatanbatuan. Penentuan kekuatan batuan tidakjauh berkaitan dengan sifat fisik batuandan struktur geologi yang berkaitanlangsung dengan gaya-gaya yangdihasilkan dari redistribusi teganganawal.

Dalam perancangan sebuah galianbawah tanah diharapkan mampumemberikan penilaian massa batuansecara cermat. Tujuan dasar setiaprancangan untuk galian di bawah tanahharus menggunakan massa batuan itusendiri sebagai material strukturutamanya. Selama penggalianterowongan diharapkan menghasilkangangguan kemantapan pada dindingterowongan sekecil mungkin dan sedikitdalam penambahan beton ataupenyangga. Dalam keadaan asli, batuankeras yang memiliki tegangan tekan akanlebih kuat daripada beton mungkin dalambeberapa kasus kekuatannya samadengan baja (Hoek dan Brown, 1980dalam Koesnaryo, 1994)