Teknologi EPB Shield Machine dan Segmental Precast Concrete Lining akan Menjadi Idola

utama Foto : CBN Portal

Oleh: Ashar Saputra, PhD

(Anggota TCI dan Pengajar Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan UGM)


Pendahuluan

Pembangunan infrastruktur transportasi Mass Rapid Transit atau Moda Raya Terpadu (MRT) Jakarta membuka lembaran baru dalam bidang teknologi penyediaan infrastruktur transportasi. Penggal jalur MRT yang berada di bawah tanah menjadi tonggak baru yang mana teknologi yang digunakan belum cukup dikenal di Indonesia.

Metode penggalian (excavation) dengan Earth Pressure Balance (EPB) Shield Machine, yang dikombinasikan dengan perkuatan segmental precast concrete lining memberikan alternative yang menjanjikan untuk solusi pemecahan masalah transportasi di wilayah perkotaan.

Dalam hal penyediaan fasilitas transportasi bawah tanah, sesungguhnya Indonesai sudah tertinggal cukup jauh dan terlambat memanfaatkan jalur transportasi bawah tanah dan perkembangan teknologi EPB Shield Machine. Di Jepang, penggunaan mesin shield sudah dilakukan pada tahun 1917, dan sejak itu teknologinya terus disempurnakan seiring dengan banyaknya pembangunan terowongan sebagai jalur transportasi. Di Rusia dan beberapa negara lain sudah dibangun terongan jalur transportasi dengan diameter hamper 19 meter dengan metode EPB Shield Machine (Grueble, 2012).

Saat ini, metode EPB Shiled Machine sudah popular untuk penggalian-penggalian terowongan transportasi di negara-negara maju, dan akan menjadi pilihan utama untuk Pengembangan infrastruktur terowongan transportasi di Indonesia.

EPB Shield Machine

EPB Shield Machine pada dasarnya adalah alat penggali terowongan yang berbentuk tabung dengan pelindung pelat baja di sisi luarnya. Di depan alat ini terdapat mata bor untuk menggali tanah atau batuan dengan bentuk-bentuk yang khas sesuai dengan karakteristik tanah yang akan digali. Keistimewaan dari mekanisme pengeboran dengan alat ini adalah pada saat pengeboran, tekanan tanah yang berada di depan mesin bor selalu dikontrol dan diseimbangkan sehingga tidak terjadi keruntuhan maupun desakan ke atas permukaan tanah. Dengan metode ini, resiko gangguan pekerjaan penggalian dapat diturunkan.

Didalam mesin ini terdapat mekanisme untuk memindahkan tanah galian di bagian depan menuju bagian belakang dengan menggunakan spiral conveyor yang diteruskan dengan pipa menuju wadah penampungan. Wadah-wadah tersebut akan dikirim bolak-balik menggunakan sistem rel yang ditarik dengan lokomotif kecil. Profil dari EPB Shield Machine dapat dilihat pada Gambar 1.

Alat ini bisa bergerak maju dengan mendorong dirinya dengan sejumlah alat hidrolis semacam dongkrak. Di belakang mesin ini harus dibuat suatu pijakan atau tapak untuk bisa mendorong mesin EPB ini bergerak maju. Sitm dongkrak pendorong mesin agar bisa bergerak maju dapat dilihat pada Gambar 2.

Shield atau pelindung/selubung dari plat baja pada mesin ini berfungsi untuk melindungi perlatan yang ada didalamnya, dan sekaligus berfungsi untuk menahan tanah di sekelilingnya agar tidak runtuh. Selubung ini  dapat ikut didorong maju karena diameter selubung sedikit lebih kecil dari diameter mata bornya. Profil dari EPB Shield Machine dapat dilihat pada Gambar 1.

gambar 1

Gambar 1. Profle EPB Shiled Machine pada Proyek MRT Jakarta (SOWJ, 2015)

gambar 2

Gambar 2. Dongkrak pendorong di Belakang EPB Shield Machine (SOWJ, 2015)

Keuntungan utama dari penggunaan EPB Shiled Machine dalam pembuatan terowongan adalah dicapainya produktifitas mesin penggali yang tinggi, dengan resiko yang rendah dan pada gilirannya dapat menurukan biaya penggalian/pengeboran.

Segmental Precast Concrete Lining

Pada pembangunan terowongan, umunya dibuat struktur perkuatan untuk memastikan terowongan bisa berfungsi dengan baik selama masa layannya. Bahan dan tipe struktur perkuatan untuk menahan tanah di sekeliling terowongan akan ditentukan terutama oleh kondisi tanah atau batuan dimana terowongan dibuat. Struktur dinding beton sudah terbukti paling banyak digunakan dalam pembangunan terowonga, terutama terkait dengan proses pembuatan beton dan pembentukan dinding beton yang cukup sederhana.

Sebelum metode pracetak (precast) berkembang, tekonologi pembuatan dinding terowongan (lining) didominasi dengan metode pengecoran setempat. Cara mengecoran dilakukan dengan menyemprotkan beton segar (shotcrete) dengan campuran khusus dan tekanan yang diatur sesuai dengan kebutuhan.

Seiring perkembangan teknologi beton dengan sistem pracetak, maka pembuantan dinding terowongan (lining) tidak popular lagi menggunakan Teknik shotcrete. Teknologi beton pracetak memiliki keunggulan berupa jaminan mutu beton yang baik, alat pencetak yang bisa digunakan berkali-kali, ketepatan dimensi elemen struktur beton yang tinggi, serta biaya produksi yang lebih rendah. Beton pracetak akan menjadi masa depan teknologi beton untuk berbagai keperluan struktur, termasuk pada proses pembangunan terowongan untuk transportasi.

Pada suatu terowongan, dinding terowongan akan berfungsi untuk melindungi fungsi dan utlitias di dalam terowongan dari adanya keruntuhan atau kerontokan tanah. Dinding terowongan harus diperhitungkan agar mampu menahan beban-beban tanah di sekeliling terowongan dan beban-beban yang muncul dari fungsi yang disediakan terowongan.

Penggunaan beton pracetak untuk dinding terowongan (lining) harus dibuat dalam sistem segmental. Sistem ini akan membagi dinding terowongan menjadi ringring, dan lingkaran ring tersebut akan disusun dari beberapa pias segmen beton. Ketebalan dan jumlah pias segmen pada satu ring dinding terowongan terutama ditentukan oleh diameter terowongan. Semakin besar diameter suatu terowongan, umumnya jumlah segmen pias beton penyusun ringg dinding terowongan akan semakin banyak.

Pias-pias segmen beton harus dibuat dengan mempertimbangkan kemampuan pencapaian mutu beton yang tinggi, alat transportasi dan alat pemasangan, serta inersie efektif ring beton terowongan karena tersusun dari beberapa segmen. Secara umum, semakin banyak jumlah segmen, maka inersia efektif lingkaran ring beton akan semakin rendah. Posisi, jumlah dan bentuk, serta metode penysunan segmental precast lining dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.

gambar 3

Gambar 3. Penomoran posisi segmen pada satu ring (SOWJ, 2015)

gambar 4 

Gambar 4. Bentuk dan posisi penyusunan segmen pada satu ring (SOWJ, 2015)

Keuntungan lain dengan teknologi precast segmental adalah setelah pias atau segmen dinding beton selesai pasang, dinding terowongan bisa langsung digunakan sebagai tumpuan untuk mendorong mesin EPB Shield untuk bergerak maju. Hal ini berbeda jika pembuatan dinding terowongan menggunakan teknik shotcrete, yang mana perlu ditunggu setidaknya dua minggu agar dinding bisa digunakan sebagai pendukung beban. Cara kerja gabungan antara EPB Shild Machine dengan segmental precast lining dapat dilihat pada Gambar 5. Dengan kombinasi tersebut, metode panggalian sekaligus dinding terowongan dapat dikerjakan dengan tingkat efesiensi yang tinggi.

gambar 5

Gambar 5. Rangkaian kerja gabungan antara mesin EPB dan segmental precast lining (SOWJ, 2015)

Teknologi yang Akan Populer di Indonesia

Pengunaan teknologi EPB Shield Machine yang digabung dengan teknologi segmental precast concrete diprediksi akan popular di Indonesia, terutama untuk pemenuhan kebutuhan transportasi perkotoaan. Persoalan penyediaan sarana transportasi di wilayah perkotaan umumnya terkait dengan jumlah besar pengguna yang harus dilayani, keterbatasan lahan yang tersedia, harga tanah yang semakin mahal, serta persoalan social yang pada gilirannya akan mengarahkan kepada pembiayaan yang tinggi.

Biaya investasi untuk pembuatan sarana transportasi bawah tanah memang perlu dikaji lebih mendalam, apakah cukup layak secara ekenomi dibandingkan dengan penyediaan sarana tranpsortasi di atas permukaan tanah atau melayang (elevated). Dalam kajian kelayakan tersebut harus pula dipertimbangan aspek lingkungan yang timbul dari kegiatan pembangunannya. Keuntungan penggunaan jalur transportasi bawah tanah antara lain adalah biaya pembebasan tanah yang rendah, gangguan sosial yang kecil, tidak merusak pemandangan di permukaan, dan dampak polusinya bisa lebih dikendalikan.

Dari sisi teknologi, di Indonesia sudah tersedia sarana pendukung penggunaan teknologi EPB Shield Machine dan segmental precast lining. Satu-satunya yang harus didatangkan dari luar negeri adalah mesih EPB Shiled itu saja. Proses pembuatan beton untuk dinding terowongan sudah dikuasai dengan baik.

Dengan penjelasan di atas, dapat diprediksi pembuatan terowongan untuk keperluan infrastruktur transportasi di Indonesa akan banyak menggunakan teknologi ini. Untuk itu diperlukan tenaga-tenaga pendukung yang meliputi perencana, pengawas, kontraktor, serta dari aspek pengambil kebijakan agar kemanfaatan teknologi ini dapat dinikmati secara maksimal di Indonesia.

Sumber:
Grueble, F., 2012, Segmental Ring Design – New Challenges with High Tunnel Diameter, Proceeding of World Tunnel Congress, Bangkok, Thailand
SOWJ, 2015, Application of EPB Shield Machine – Construction of Jakarta Mass Rapid Transit Project Underground Section, Technical Presentation, Jakarta, Indonesia

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*