TUGAS TEKNIK TEROWONGAN VI(Pemodelan dan Analisis Lubang Bukaan)

Prasodo Datu PrabandaruNPM : 212140055

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

YOGYAKARTA

2015

Pemodelan dilakukan untuk menganalisis kondisi geoteknik pada model lubang bukaan,

sebagai representasi kondisi nyata di alam. Analisis dilakukan dengan memberikan

parameter masukan properties batuan dan model lubang bukaan.

Pemodelan dilakukan pada 6 kondisi lubang bukaan, antara lain :

1. Kondisi awal massa batuan lokasi penggalian, sebelum adanya kegiatan

penggalian.

2. Kondisi lubang bukaan hasil penggalian Tunnel Boring Machine (TBM), yang

berbentuk lingkaran, tanpa adanya penyangga.

3. Kondisi lubang bukaan setelah direkayasa, sehingga berbentuk horseshoe, tanpa

adanya penyangga.

4. Kondisi lubang bukaan setelah diberikan penyanggaan berupa Rockbolt

5. Kondisi lubang bukaan setelah diberikan shotcrete

6. Kondisi lubang bukaan setelah diberikan concrete

Gambar 1. Model Kondisi Lubang Bukaan Pada Penggalian Awal

Gambar 2. Model Kondisi Lubang Bukaan Pada Bentuk Horse Shoe

Masing – masing kondisi model lubang bukaan dianalisis tiap stage, sehingga dapat

diketahui efek perubahan parameter (Safety Factor, σ1, σ3, Total Displacement, dll.) pada

tiap kondisinya.

Parameter Faktor Keamanan (Safety Factor) yang diterapkan dalam menganalisis model

lubang bukaan menggunakan pendekatan kriteria keruntuhan Mohr – Coulomb, dengan

rumus sebagai berikut :

Keterangan :

FK = Faktor Keamanan

σ1, σ3 = Tegangan di sekitar lubang bukaan

c = kohesi batuan

ϕ = sudut geser dalam batuan

Gambar 2. Model Kondisi Lubang Bukaan Pada Bentuk Horse Shoe

Masing – masing kondisi model lubang bukaan dianalisis tiap stage, sehingga dapat

diketahui efek perubahan parameter (Safety Factor, σ1, σ3, Total Displacement, dll.) pada

tiap kondisinya.

Parameter Faktor Keamanan (Safety Factor) yang diterapkan dalam menganalisis model

lubang bukaan menggunakan pendekatan kriteria keruntuhan Mohr – Coulomb, dengan

rumus sebagai berikut :

Keterangan :

FK = Faktor Keamanan

σ1, σ3 = Tegangan di sekitar lubang bukaan

c = kohesi batuan

ϕ = sudut geser dalam batuan

Gambar 2. Model Kondisi Lubang Bukaan Pada Bentuk Horse Shoe

Masing – masing kondisi model lubang bukaan dianalisis tiap stage, sehingga dapat

diketahui efek perubahan parameter (Safety Factor, σ1, σ3, Total Displacement, dll.) pada

tiap kondisinya.

Parameter Faktor Keamanan (Safety Factor) yang diterapkan dalam menganalisis model

lubang bukaan menggunakan pendekatan kriteria keruntuhan Mohr – Coulomb, dengan

rumus sebagai berikut :

Keterangan :

FK = Faktor Keamanan

σ1, σ3 = Tegangan di sekitar lubang bukaan

c = kohesi batuan

ϕ = sudut geser dalam batuan

HASIL ANALISIS

Pemodelan yang dilakukan pada tiap stage dianalisis untuk 4 parameter, yaitu σ1, σ3,

Safety Factor, dan Total Displacement. Berikut adalah hasil analisis pada tiap stage.

Stage 1 – Kondisi Awal

Gambar 3. Kondisi Sigma 1 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 1

Gambar 4. Kondisi Sigma 3 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 1

Gambar 5. Kondisi Total Displacement di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 1

Gambar 6. Kondisi Safety Factor di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 1

Stage 2 – Kondisi Lubang Bukaan Lingkaran

Gambar 7. Kondisi Sigma 1 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 2

Gambar 8. Kondisi Sigma 3 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 2

Gambar 9. Kondisi Total Displacement di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 2

Gambar 10. Kondisi Safety Factor di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 2

Stage 3 – Kondisi Lubang Bukaan Horse Shoe

Gambar 11. Kondisi Sigma 1 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 3

Gambar 12. Kondisi Sigma 3 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 3

Gambar 13. Kondisi Total Displacement di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 3

Gambar 14. Kondisi Safety Factor di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 3

Stage 4 – Kondisi Lubang Bukaan dengan Support (Rockbolt)

Gambar 15. Kondisi Sigma 1 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 4

Gambar 16. Kondisi Sigma 3 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 4

Gambar 17. Kondisi Total Displacement di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 4

Gambar 18. Kondisi Safety Factor di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 4

Stage 5 – Kondisi Lubang Bukaan dengan Support (Shotcrete)

Gambar 19. Kondisi Sigma 1 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 5

Gambar 20. Kondisi Sigma 3 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 5

Gambar 21. Kondisi Total Displacement di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 5

Gambar 22. Kondisi Safety Factor di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 5

Stage 6 – Kondisi Lubang Bukaan dengan Support (Concrete)

Gambar 23. Kondisi Sigma 1 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 6

Gambar 24. Kondisi Sigma 3 di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 6

Gambar 25. Kondisi Total Displacement di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 6

Gambar 26. Kondisi Safety Factor di Sekitar Lubang Bukaan pada Stage 6

PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil analisis dari masing-masing parameter tiap stage, maka untuk

menyederhanakannya, hasil tiap parameter dapat disimpulkan pada grafik-grafik berikut :

Gambar 27. Grafik Perubahan Kondisi Sigma 1 pada Tiap Stage

Gambar 28. Grafik Perubahan Kondisi Sigma 3 pada Tiap Stage

Gambar 29. Grafik Perubahan Kondisi Total Displacement pada Tiap Stage

Gambar 30. Grafik Perubahan Kondisi Safety Factor pada Tiap Stage

Seperti yang terlihat pada masing – masing grafik di atas, tiap parameter menunjukkan

perubahan yang berbeda sebagai akibat dari penggalian. Pada parameter tegangan prinsipal

mayor atau sigma 1, terbentuknya lubang bukaan akibat penggalian akan memberikan

pengaruh peningkatan tegangan di sekitar lubang tersebut, hal ini disebabkan karena

tegangan terdistribusi dengan adanya gangguan dari aktivitas penggalian pada massa

batuan tersebut, sehingga pada beberapa titik tegangan akan terakumulasi (meningkat).

Pembentukan dimensi terowongan menjadi horseshoe memberikan pengaruh positif pada

sigma 1 meskipun tidak terlalu signifikan.

Berbeda dengan hasil yang ditunjukkan pada parameter tegangan prinsipal minor atau

sigma 3, gangguan akibat penggalian lubang bukaan memberi pengaruh sebaliknya,

tegangan sigma 3 menurun seiring diadakannya penggalian.

Total Displacement di area sekitar lubang bukaan terowongan juga mengalami

peningkatan seiring tergalinya lubang bukaan. Sedangkan pada parameter Safety Factor,

nilai yang ditunjukkan pada hasil analisis mengalami penurunan dikarenakan adanya

gangguan berupa penggalian lubang bukaan.

Hasil analisis pada stage 3,4, dan 6 (kondisi lubang bukaan tersangga) memberikan nilai

yang tidak mengalami perubahan pada 4 parameter analisis. Hal ini perlu diperiksa lebih

lanjut untuk menentukan tingkat keamanan lubang bukaan setelah dilakukan supporting,

baik dengan rockbolt, shotcrete, maupun concrete.