Metode Penggalian dan Kestabilan Terowongan Air PLTA Asahan-3 STA 7+085 - STA 7+717, Provinsi Sumatra Utara

Andi Rochmadi, Ir. I Gde Budi Indrawan, S.T., M.Eng., Ph.D., IPM. ; Prof. Ir. Dwikorita Karnawati, M.Sc., Ph.D.

2023 | Tesis | MAGISTER TEKNIK GEOLOGI

PLTA Asahan-3 berlokasi di kabupaten Toba Samosir dan Asahan, Sumatra Utara didesain menggunakan terowongan untuk mengalirkan air dari intake ke powerhouse untuk menggerakan turbin dengan panjang sekitar 7.8 km dan diameter 7.4 m. Penelitian ini membahas terkait metode penggalian dan evaluasi kestabilan sistem penyangga terowongan yang terdapat pada terowongan air pada STA 7+085-STA 717. Metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini terdiri dari tahap pengambilan data dan analisis. Tahap pengambilan data meliputi pengambilan data geologi permukaan dan bawah permukaan serta pengambilan sampel uji. Tahap analisis meliputi analisis kualitas massa batuan bawah permukaan dengan RMR dan Q-system, analisis metode penggalian terowongan dengan RMR dan GSI serta analisis kestabilan sistem penyangga dengan pemodelan numerik menggunakan software Phase 2 (Rocscience Inc.). Lokasi penelitian terdiri dari tuf kualitas buruk, batupasir kualitas sedang dan batupasir kualitas baik. Terowongan air (STA 7+085 - STA 717) berada pada satuan batupasir dengan kualitas baik. Metode penggalian terowongan yang sesuai dengan kualitas massa batuan di elevasi terowongan adalah metode benching bagian atas dan bawah, dengan menggunakan blasting (peledakan) dimana laju peledakan 1.5 - 3.0 m pada setiap bagian. Pada pemodelan terowongan menggunakan software Phase 2, sistem penyangga Q-system menghasilkan total displacement yang lebih kecil dibandingkan sistem penyangga RMR dan desain rencana. Sistem penyangga Q-system berupa rock bolt yang dipasang pada crown dan wall dengan diameter 20 mm, panjang 2.8 m dan spasi 2.4 m serta tambahan fibre reinforced concrete tebal 50-60 mm. Sistem penyangga ini menghasilkan displacement terbesar 0.157 m saat tanpa beban gempa dan 0.159 dengan beban gempa. Pengurangan total displacement dibanding tanpa perkuatan sebesar 46.416% saat tanpa beban gempa dan 46.823% dengan beban gempa.

The Asahan-3 hydroelectric power plant is located in Toba Samosir and Asahan districts, North Sumatra and is designed to use a tunnel to drain water from the intake to the powerhouse to drive a turbine with a length of sekitar 7.8 km and a diameter of 7.4 m. This study discusses the excavation method and evaluation of the support system stability of tunnel support system on the headrace tunnel STA 7+085-STA 717. The research method used in this study consisted of data collection and analysis stages. The data collection stage includes observation of surface and subsurface geological data and the collection of test samples. The analysis phase includes analysis of the quality of the subsurface rock mass with RMR and Q-system, analysis of the tunnel excavation method with RMR and GSI and tunnel support system stability analysis of RMR, Q systen and planning design with numerical method modeling using Phase 2 software (Rocscience Inc.). The research location consists of poor quality tuff, medium quality sandstone and good quality sandstone. The headrace tunnel (STA 7+085 - STA 717) is located in a sandstone unit with good quality. The tunnel excavation method that is suitable for the quality of the rock mass at the tunnel elevation is the upper and lower benching method, using blasting with excavation rate of 1.5 - 3.0 meters in each section. In tunnel modeling using Phase 2 software, the support system based on Q-system results in a smaller total displacement than the RMR support system and planning design. The Q-system support system is in the form of rock bolts applied on the crown and wall with a diameter of 20 mm, a length of 2.8 m and a spacing of 2.4 m and additional fiber reinforced concrete with a thickness of 50-60 mm. This support system produces the highest displacement is 0.157 m when without earthquake loads and 0.159 with earthquake loads. The reduction in total displacement compared to without reinforcement is 46.416% when without earthquake loads and 46.823% with earthquake loads.

Kata Kunci : PLTA Asahan-3, terowongan, klasifikasi massa batuan, metode penggalian, sistem penyangga, metode numerik