analisa pembangunan terowongan air sebagai ...repository.gunadarma.ac.id/114/1/analisa...

ProceedingPESAT(Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur& Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011

Vol.4 Oktober2011ISSN:1858-2559

ANALISA PEMBANGUNAN TEROWONGAN AIR SEBAGAIBANGUNAN PENGELAK WADUK JA TIGEDE,

SUMEDANG, JAW A BARAT -Asri Wulan1

Bety Prastiwi2

Ql1wtM

1.2Fakultas: Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas GunadarmaJl. Margonda Raya 100, Depok 16424

[email protected] [email protected]

Abstrak

Potensi sumber daya air yang besar dan melimpah, namun terbuang percuma dan belumtermanfaatkan dengan baik untuk peningkatan daya mampu bangsa dalam merevitalisasisumber daya air yang ada membuat pemikiran untuk memanfaatkannya, tak terkecuali padaWi/ayah Sungai (WS) Cimanuk-Cisanggarung, Sukabumi. Guna mengembangkan potensisumber daya air Wi/ayah Sungai (WS) Cimanuk-Cisanggarung yang memiliki fluktuasi debityang tercatat sangat besar yaitu Qmak = 1.004 m31detikdan Qmin = 4 m31detikdengan rasio =251, maka Pemerintah Provinsi Jawa Barat berinisiatij untuk membangun WadukJatigede yangterletak di Desa Cijeunjing Kecamatan Jatigede Kabupaten Sumedang Jawa Barat, dengan luasareal 1.460 km2 dan jumlah tampungan air sebesar 1,979 mi/yar m3. Salah satu konstruksiutama dari pembangunan waduk ini adalah terowongan (tunnel). Terowongan yang dibangunpada lokasi waduk ini adalah terowongan pengelak (diversion tunnel) yang terletak di bawahbangunan pelimpah (spillway) serta berfungsi untuk mengalirkan air yang melimpas dari wadukdan jatuh ke dalam spillway. Metode perencanaan menggunakan rumusan empiris hidrolika.Tahapan dalam konstruksi terowongan pengelak ini terbagi menjadi 3 tahap yaitu galianterowongan dengan drilling, charging,blasting, pemasangan penyangga temporerlawal, dankonstruksi penyangga perman en. Tipe penampang terowongan untuk bagian dalam adalahcircular, dan bagian luar berbentuk tapal kuda, lapisan beton bertulang, dan panjangterowongan yaitu 546,221 meter.

Kata Kunci : potensi sumber daya air, waduk Jatigede, terowongan pengelak, tahapankonstruksi.

PENDAHULUAN

Terowongan adalah sebuah tembusandi bawah permukaan tanah atau gunung.Terowongan umumnya tertutup di seluruhsisi keeuali di kedua ujungnya yang terbukapada lingkungan luar. Beberapa ahli tekniksipil mendefinisikan terowongan sebagaisebuah tembusan di bawah permukaan yangmemiliki panjailg minimal 0.1 mil, dan yanglebih pendek dari itu lebih pantas disebutunderpass. Penentuan ukuran dari tero-wongan pengelak sangat erat hubungannyadengan penentuan tinggi cofferdam. Makinkeeil bangunan pengelak maka diperlukancofferdam yang lebih tinggi. Untuk menen-tukan ukuran terowongan pengelak dan tinggicofferdam pada Review Detailed Design Wa-

duk Jatigede dilakukan pene-Iusuran banjirdengan periode ulang 100 tahun (Q = 100tahun). Keeepatan aliran pada terowongandalam kondisi aliran bebas dan aliran tertekanditentukan berdasarkan debit air yang harusdialirkan. Sedangkan tinggi muka air padabagian hulu dan besamya debit yang dialir-kan ditentukan dengan pene-Iusuran banjir.Bangunan pengelak pada Waduk Jatigedeterdiri dari saluran conduit sepanjang 136.20meter dan terowongan sepanjang 593.30meter. Diameter conduit dibuat sarna dengandiameter terowong, yaitu 10 meter. Tujuandibangunnya waduk ini adalah meningkatkanproduksi padi dengan memanfaatkan semak-simal mungkin jaringan irigasi yang telahada (sistem jaringan irigasi rentang) di se-kitar Cirebon dan Indramayu (Ciayu) dengan

Wulan&Prastiwi,AnalisaPembangunanTerowongan... AT- 57

ProceedingPESAT(Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur&Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011

luasareal irigasiyaitu 90.000Ha, pola tanampadi-palawija, dan intensitas tanam 276%.Penyediaan 'air baku untuk wilayahPANTURA Ciayu (Kawasan Balongan,Kab.Cierebon, dan Kab.Indramayu) dengankapasitas air 3.500 liter/detik.

METODE PENELITIAN

Dengan memperhitungkan kondisi to-pografi di lapangan, kemiringan conduitdipilih agak landai untuk mendapatkan aliransubkritis. Kondisi aliran dalam conduitditentukan oleh ratio dari kedalaman air padadasar conduit terhadap penampang conduitpada outletnya atau diameter ekivalen con-duit. Bila ratio lebih kecil atau sama dengan1.2 kondisi aliran dianggap aliran bebas, biladiantara 1.2 hingga 1.5 kondisi alirandianggap aliran campuran, dan bila nilainyalebih dari 1.5 kondisi aliran dianggap aliranbertekanan, Profil air dan discharge ratingcurve ditunjukkan secara skematik padaGambar 1.

Aliran air yang melalui terowonganpengelak dibagi menjadi 2 macam, yaitukondisi aliran bebas dan kondisi aliranbertekanan.

Kondisi AUran Bebas

IWL = IlL + h + (1 + fe).v2 /2g

Dimana :

IWL = permukaan air pada pangkalconduit (El.m)IlL = permukaan invert inlet (El.m)h = kedalaman air di dalam terowongfe = koefisien kehilangan enersi akibatpemasukanV = kecepatan didalam conduit(m/detik).

AT- 58


Untuk menentukan kecepatan aliran dalamterowongan pengelak digunakan rumusManning:

v = .!.- R 2/3 S 1/2n

Q=V.ADimana:

Q = debit yang mengalir padakedalaman tertentu (m3/det)R =jari-jari hidrolis = AlP (m)A = luas penampang basah (m2)P = keliling basah (m)D = diameter terowongan (m)S = kemiringan terowongann = koefisien kekasaran ManningMenurut Van Te Chow dalam buku "OpenChannel Hydraulics" halaman 135,

didapatkan grafik hubungan antara .!..do

dengan I- pada kondisi n konstan.Vo

Dimana :Y = tinggi muka air dari dasarterowongan (m) = ddo =diameterterowongan(m)= DV = volume terowongan pada saattinggi muka air adalah Y (m3)V0 = volume terowongan pada saattinggi muka air D (m3)

kv

k . hY d

Untu - ma Slmum arga - atau - =Vo do D

0,8, sehingga V maksimum pada saat ~do

datau - = 0 8

D 'Rumus Manning untuk aliran bebas berlakusaat V = 0 hingga V = maksimum, sehingga

syarat aliran bebas adalah .!.. atau !!: ~do D

0,8.

Wulan&Prastiwi,AnalisaPembangunanTerowongan...

ProceedingPESAT(Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur& Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011


1wC'

~~ Be~~sHID>1.5

:I:

L2 < HID ~1.5

SA~

,~~ ~~Pur:~,

c

Alir~ 1l~I1e~.aniIP.Gambar 1.Profil Air dalamConduit

Kondisi Aliran BertekananAliran Bertekanan terjadi apabila ratio

kedalaman air terhadap diameter conduitlebih dari 1.5. Permukaan air pada pangkalconduit dihitung dengan persamaan berikut.

IWL= OIL+D+hi

hi = SUMf.v2 /2gSUMf = 1+ fe+ jb+ ff.L

8yarat yang harus dipenuhi untuk aliran tekan(pressure condition) adalah :d H- > 1,5 - > 1,28 ; dengan 8D Dkemiringan kritis, maka pada uJungterowongan terdapat ruang udara.

H > 1,28 hingga 1,58 ; dengan 8D

kemiringan kritis, maka sepanjangterowongan banyak terdapat ruang udara.

H > 1,58 ; dengan 8 kemiringan kritis,D

maka sepanjang terowongan alirannyamempunyai sifat tekan (pressureflow).Untuk kondisi aliran dalam sistemterowongan tertutup. persamaan Bernoulliadalah sebagai berikut :

HT =hL +hr2Dimana :

HT = total kehilangan tinggihL = kehilangan tinggi energi komulatifdari sistem

Wu/an& Prastiwi,Ana/isaPembangunanTerowongan...

Persamaan di atas dapat dijabarkan untuksetiap jenis kehilangan :

H T =ht + he + hb + hf + hg + hrDimana :hi =kehilangan akibat melewatitrashrack

he =kehilangan akibat melewati pintumasukhb =kehilanganakibatmelewatibelokan

hr =kehilangan akibat gesekan denganpenampanghg =kehilanganakibatmelewatipintuatau katuphr =kehilangankecepatanpadakeluaran

Jika : Q = a) v) = axvx, a)2V)2= a/ v/, dan2 2 2 2

a) v) _ ax v x2g 2g

2

( J

2 2V a v

Maka: 2~= a~ 2~

Karena tidak ada perubahan penampang,maka persamaan dapat ditulis :

v.2HT =-L[Kt +Ke +Kb +Kr +K y ]

2g c

,~2gHT8ehingga: Q = a

KL

AT- 59


Kehilangan tinggi pada terowongan pengelakdisebabkan oleh gaya geser permukaan se-panjang terow6ngan (kehilangan tinggi pri-mer). Kehilangan lainnya (sekunder) diaki-batkan trashrack, penyempitan pada bagianpintu masuk, penyempitan, pelebaran padapemasangan pintu serta belokan. Kehilangantinggi dapat diuraikan sebagai berikut :Kehilangan akibat melewati trashrack

V2ht =K --2!.-

t 2gdengan :Kt = koefisien kehilangantinggi akibatpenangkap sampah (empiris)

( J

2

an anKt =1,45-0,45---

ag ag

an = luasan bersih pada trashrackag = luasan kotor pada trashrackVn = kecepatan ketika melewatitrashrack

Kehilangan akibat melewati entrance :

V2he = Ke - dengan:

2g

Ke = koefisien kehilangantinggi akibatmelewati pintu masukKehilangan akibat gaya geserPersamaan kehilangan akibat gaya geserdengan nilai dinyatakan dalam persamaanDarcy Weisbach, untuk bentuk terowonganlingkaran adalah:

hf =f.~.~D 2g

f = 124.5.n2D1I3

Dimana :

f = faktor kehilanganD = diameter dalam penampangmelintang (m)n = koefisien kekasaran ManningL = panjang (m)V = kecepatan (m/dt)g = percepatan grafitasi (9,8 m/dr)

BASIL DAN PEMBABASAN

Pembangunan terowongan pengelakWaduk Jatigede terletak di bawah bangunanpelimpah (spillway). Bentuk terowongan

AT- 60


yang dibuat adalah penampang bulat (circu-lar) dengan penampang galian tapal kuda danlapisan beton bertulang. Kemiringan dasarsaluran adalah 0,013585. Rencana debit airyaitu untuk besamya debit air yang mengalirmasuk adalah (Qinflow) = 3.200 m3/detik se-dangkan besar debit air yang keluar tero-wongan (Qoutflow)adalah 1.882,71 m3/detik.Panjang total saluran pengelak ini termasukbagian inlet, conduit, dan tunnel adalah727,72 m. Bagian inlet memiliki panjangsebesar 91,70 meter. Letaknya berada distasiun 0+38.200 sampai 0+53.461. Tipesaluran bagian inlet ini adalah saluran terbukaberbentuk trapesium dengan lebar dasar 10mdan menggunakan betan tipe G. Bagianconduit memiliki panjang lebih kecildibandingkan dengan inlet, yaitu sebesar89,90 meter. Letak bagian ini berada padastasiun 0+53.461 hingga 0+143.255. Bagianconduit ini memiliki penampang luar dandalam berbentuk persegi dengan lebar 2 x 4,2m2, tinggi 10 meter, tebal dinding 2 meter,tebal lantai 2,5 meter dan menggunakanbeton tipe E. Bagian tunnel memiliki panjangpalig besar dibandingkan dengan bagian yanglain, yaitu 546,221 meter. Letak bagian iniberada pada stasiun 0+143,255 hingga0+689,476. Tipe penampang bagian dalamadalah circular dan penampang bagian luaradalah tapal kuda. Beton yang digunakanadalah beton tipe E dengan mutu 30 MPa.Bagian tunnel ini terdiri dari U/S tunnel(180,3 m) , plug section (39,28 m), D/Stunnel (304,97 m),dan outlet (21,67 m).

Tahapan Konstruksi TerowonganPengelak

Secara garis besar, tahapan konstruksiyang dilakukan pada pembangunan tero-wongan pengelak Waduk Jatigede, terbagimenjadi 3 tahapan, yaitu : (1) KonstruksiGalian Terowongan. Untuk konstruksi galianterowongan ini, terbagi menjadi beberapatahapan pekerjaan yaitu : (a) Drilling, Char-ging dan Blasting. Alat yang Dipakai :Digunakan alat khusus yang bemama JumboDrill. Charging Bahan Peledak (Explosive) :Pada setiap lubang secara manual darihydraulic boom dilengkapi dengan keranjang.Peledakan (Blasting) : Dengan alat peledaksemacam dinamit yang dipasang pada sisi-sisitertentu yang diperkirakan sebagai lubangterowongan,(b) memuatHasil PeledakanKe

Wulan&Prastiwi,AnalisaPembangunanTerowongan...

ProceedingPESAT (Psikologi,Ekonomi,Sastra,Arsitektur&Sipil)UniversitasGunadarma- Depok18- 19Oktober2011

Dump Truck dan Dibuang Ke Disposal Area(Mucking). Alat yang Dipakai : Digunakanalat khusus yang bemama Wheel Loader danDump Truck, dan (c) Chopping (Batu LepasDigaruk Dan Dibuang Ke Disposal Area).Alat yang Dipakai : Digunakan alat khususyang bemama Back Hoe dan Dump Truck.(2) Pemasangan Penyangga Awal. (a) WireMesh (Single Reinforcement Bars BuatanPabrik). Memasang wire mesh pada dindingtunnel dengan terlebih dahulu dilakukanPrimary shotcrete. Alat yang dipakai bersifatmanual tenaga manusia, tanpa alat atau mesinkhusus, (b) Shotcrete. Adapun syarat penger-jakan shotcrete adalah sebagai berikut : tebalshotcrete yaitu 10 cm, - Alat yang dipakaiadalah wet Type Sprayer, dan (c) Rockbolt.Alat untuk membuat lubang rockbolt yaituTwo Boom Wheel Jumbo. Dipompakan mor-

Pengeboran&pengisianbahanpeledak

Peledakan

Pembuanganmaterialledakan

Pembersihandinding& atap

tar dengan alat khusus yang bemama GroutPump. Rockbolt ditekan kedalam lubang ter-sebut, kemudian diberi baji (wedge). (3)Konstruksi Penyangga Permanen. Padatahapan terakhir yaitu pekerjaan pemasanganpenyangga permanen. Setelah pemasanganusai, dilakukan pekerjaan pembetonan lapisanterowongan dan pekerjaan penggroutinganyang terbagi menjadi 3 jenis, yaitu : (a)Backfill grouting. Penggroutingan jenis iniuntuk menahan tanah dari keruntuhan didalam terowongan, (b) Consolidation grou-ting. Penggroutingan jenis ini untuk pema-datan tanah di area badan terowongan, dan(c) Curtain grouting. Penggroutingan jenis inisebagai pelapis badan terowongan.

Secara garis besar, tahapan konstruksiterowongan pengelak, disajikan dalam bentukpada Gambar 2.

RockMass Type1Shotcrete10emRoekboltL=3 m

RockMass Type2Shotcrete15em

Rockbolt 1=6mSteelRib


~

Pembetonanlapisan

terowongan

GroutingBackfillgroutingConsolidationgroutingCurtaingrouting

Gambar 2. Tahapan Konstruksi Terowongan Pengelak

Wulan&Prastiwi,AnalisaPembangunanTerowongan... AT- 61


SIMPULAN

Kegagala'n dalam pemasangan pe-nyanggah dalam badan terowongan dapatmenimbulkan beberapa dampak, diantaranyaadalah kerusakan bentuk badan terowonganyang tidak sesuai rencana pada saat peng-groutingan, kelongsoran tanah, bahkan kese-lamatan nyawa pekerja. Semakin dalam(jauh) lubang terowongan yang tergali didalam tanah, maka kadar oksigen semakinmenipis. Oleh karena itu diperlukan sistemsirkulasi (ventilasi) yang baik untuk menya-lurkan udara (oksigen) untuk para pekerja didalam terowongan dengan menggunakan pipakhusus yang diletakan di bagian atas lubang.Sistem drainase diperlukan untuk mencegahterjadinya penimbunan endapan maupun airtanah hasil pengeboran di dalam terowongan.Sehingga mobilisasi alat maupun pekerjadapat berjalan dengan lancar. Sistem drainase

AT- 62


ini dapat bersifat terbuka maupun tertutup.Maksudnya adalah, jika dalam bentuk saluranterbuka, maka sistem drainase ini dapatberupa bulang air seperti selokan di sisipinggir badan terowongan dan bersifattertutup bila sistem ini menggunakan selangataupun pipa.

DAFTAR PUSTAKA

Anomim, Wikipedia - Terowongan,www.wikipedia.org, Juni 2011.Departemen Pekerjaan Umum.Pembangunan Waduk Jatigede, Maret 2011.Kementerian Pekerjaan Umum. Waduk

Jatigede akan Alirkan 3500 liter/DetikAir Baku untuk Air Minum Ciayu,Maret 2011.

Te Chow Van. 1959. Open ChannelHydraulics. Jakarta.

Wulan&Prastiw;,AnalisaPembangunanTerowongan...

analisa pembangunan terowongan air sebagai ...repository.gunadarma.ac.id/114/1/analisa...

Documents