Geologi Teknik Untuk Analisis Lereng Portal dan Sistem Penyangga Terowongan 2, Daerah Irigasi Bintang Bano, Sumbawa Barat, Nusa Tenggara Barat
Fitri Suryani, Ir. I Gde Budi Indrawan, S.T., M.Eng., Ph.D.,IPM; Ir. Nugroho Imam Setiawan, S.T.,M.T., D.Sc., IPM
2024 | Tesis | S2 Teknik Geologi
Terowongan 2 Daerah Irigasi
Bintang Bano merupakan bagian dari jaringan irigasi Bintang Bano yang dibangun
sebagai sarana untuk mengoptimalisasi pemanfaatan air dari Bendungan Bintang
Bano, Sumbawa Barat, Nusa Tenggara Barat. Berdasarkan
laporan investigasi bawah permukaan, terdapat perbedaan interpretasi litologi,
sehingga diperlukan investigasi lanjutan kondisi geologi dan goelogi teknik di
lokasi penelitian. Terowongan 2 didesain berdasarkan klasifikasi massa batuan Rock Mass Rating (RMR) tanpa adanya metode pembanding dan belum
dilakukan analisis kestabilan lereng portal terowongan. Tujuan
penelitian ini adalah untuk menganalisis sistem penyangga dan kestabilan lereng
outlet terowongan berdasarkan kondisi geologi teknik. Analisis geologi teknik
dilakukan dengan pemetaan geologi teknik permukaan
dengan luasan kavling 0,57 km2 berdasarkan peta topografi skala
1:4000 dan bawah permukaan. Penilaian kualitas massa
batuan menggunakan metode Rock Mass Rating (RMR), Geological Strength
Index (GSI), dan Q-system.
Sistem penyangga terowongan ditentukan secara empiris berdasarkan hasil
penilaian kualitas massa batuan RMR dan Q-system, metode penggalian
terowongan dianalisis secara empiris berdasarkan RMR dan GSI. Kestabilan lereng
outlet terowongan dianalisis secara 2 dimensi menggunakan perangkat lunak Slide
6.0 dengan prinsip kesetimbangan batas menggunakan metode Morgenstern-Price dan
Bishop. Lokasi penelitian diidentifikasi sebagai punggungan aliran lava
berlereng curam (54%) dan dataran fluvial
berlereng sangat landai (46%). Struktur dominan dari lokasi ini memiliki orientasi barat laut – tenggara dan timur laut – barat
daya sehingga arah gaya dominan diprediksi bekerja dari utara-selatan atau
sebaliknya. Berdasarkan identifikasi arah gaya dominan dan kelurusan, terdapat
sesar geser sinistral. Lokasi penelitian tersusun atas batuan homogen berupa satuan lava andesit teralterasi
dan endapan pasir kerakalan. Sistem penyangga terowongan berdasarkan RMR berupa rockbolt,
shotcrete dan steel support untuk kualitas massa batuan buruk dan
rockbolt dan shotcrete untuk kualitas massa batuan sedang dan
baik. Sistem penyangga terowongan menurut Q-system adalah bolt
yang dipasang secara sistematis atau pemasangan bolt
di beberapa titik tertentu
dengan jarak yang disesuaikan dengan kualitas massa batuan disekitarnya serta
penggunaan beton semprot untuk kualitas buruk. Metode
penggalian yang direkomendasikan berdasarkan RMR adalah full face dengan
kemajuan penggalian 1-1,5 meter untuk kualitas massa batuan baik, top heading dan bench
dengan kemajuan penggalian 1,0-1,5 m untuk massa batuan
kualitas buruk dan top heading dan bench dengan
kemajuan penggalian 1,5-3
m untuk kualitas massa batuan sedang. Metode penggalian berdasarkan GSI adalah kombinasi antara ripping,
hammer (dan blasting) serta blasting berturut-turut untuk kualitas
massa batuan buruk hingga baik. Desain lereng outlet portal dengan kemiringan bench
64,21o dan kemiringan seluruhnya 57,44o
dianggap aman (FK?1,5), baik dalam kondisi statik tanpa beban tambahan (FK=2,771
berdasarkan Morgenstern-Price dan FK=2,592 berdasarkan Bishop) dan dengan beban tambahan 10
kN/m2 (FK=2,528
berdasarkan Morgenstern-Price dan FK=2,527 berdasarkan Bishop) serta
dalam keadaan pseudo-statik
dianggap aman (FK>1,1), baik tanpa anpa beban
tambahan (FK=1,922 berdasarkan Morgenstern-Price dan FK=1,926
berdasarkan Bishop) dan dengan beban tambahan 10 kN/m2 (FK=1,832
berdasarkan Morgenstern-Price dan FK=1,839 berdasarkan Bishop).
Tunnel 2 of Bintang Bano Irrigation Area is part of
the Bintang Bano irrigation network which was built to optimize the utilization
of water from Bintang Bano Dam, West Sumbawa, West Nusa Tenggara. Based on the report of subsurface
investigation, there were different interpretations of subsurface lithologies, therefore geology and engineering geology
conditions need to be re-assesed. The tunnel was designed used Rock Mass Rating
(RMR) assessment without any comparison method and the portal tunnel stability
is not assess yet. The purpose of this research are to analyze the support
system and the stability of the tunnel outlet slope based on the engineering
geological conditions at the tunnel construction site. Engineering geology
analysis was conducted by mapping surface and subsurface engineering geology. Rock
mass quality assessment were
used Rock Mass
Rating (RMR), Geological Strength Index (GSI) and Q-system methods. The tunnel
support system was determined empirically based on the results of the RMR and Q-system
rock mass quality assessment, the tunnel excavation method was analyzed
empirically based on RMR and GSI. The stability of the tunnel outlet slope was
analyzed 2-dimensionally using Slide 6.0 software with the principle of limit equilibrium using
the Morgenstern-Price and Bishop methods. The study site was identified as a
steeply sloping lava flow ridge (54%) and a very gently sloping fluvial plain (46%).
The dominant structure of the site has a northwest - southeast and northeast -
southwest orientation, the dominant force direction is predicted works from north - south or vice versa.
Based on the identification of the dominant force direction and alignment, a strike-slip fault identified as sinistral fault is predicted. The research location is composed of
homogeneous rocks in the form of altered andesite lava unit and alluvium defined as pebble-sand deposit unit. The tunnel support system based on RMR is rockbolt, shotcrete and
steel support for poor rock mass quality and rockbolt and shotcrete for medium
and good rock mass quality. The tunnel support system according to the Q-system
is systematically installed bolts and sprayed concrete for poor quality, and
installation of bolts at several specific points with distances adjusted to the
quality of the surrounding rock mass. The recommended excavation method based
on RMR is full face advance 1-1.5 meters for good quality rock mass, top heading and bench 1.0-1.5 m
for poor quality rock mass and top heading and bench 1.5-3 m for medium quality
rock mass. Excavation method based on GSI is a combination of ripping, hammer
(and blasting) and successive blasting for poor to good rock mass quality. The
design of the portal outlet slope with a bench slope of 64.21oand a full slope of
57.44o is considered safe,
both under static conditions without additional load (FoS=2.771 based on Morgenstern-Price and FoS=2.592
based on Bishop) and with an additional load of 10 kN/m2 (FoS=2.528
based on Morgenstern-Price and FoS=2.527 based on Bishop), and in pseudo-static condition
without additional load (FoS=1.922 based on Morgenstern-Price and FoS=1.926
based on Bishop) and with additional load of 10 kN/m2 (FoS=1.832 based on Morgenstern-Price and FoS=1.839
based on Bishop).
Kata Kunci : geologi teknik, sistem penyangga terowongan, metode penggalian, kestabilan lereng portal, metode kesetimbangan batas, Bintang Bano, Sumbawa Barat, Nusa Tenggara Barat