BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING

Transkripsi

1 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING 6. TINJAUAN UMUM Pelaksanaan konstruksi bangunan air misalnya bendung yang perlu selalu diperhatikan adalah teknik pelaksanaan konstruksi bendung yang didalamnya terkait teknik pembebasan area konstruksi bendung dari gangguan air (sistem dewatering). Sering kali gambar desain bangunan air (bendung) tidak disertai teknik pelaksanaannya sehingga memaksa kontraktor pelaksana harus membuat teknik pelaksanaan termasuk pelaksanaan sistem dewateringnya yang kadang-kadang menggunaan perhitungan yang.diragukan ketepatannya. Pada umumnya nilai dewatering dalam kontrak selalu dihitung Lump Sum, dan tidak jarang ternyata setelah pelaksanaan dewatering ini membengkak. Hal tersebut dikarenakan perencanaan dan gambar konstruksi pengelak aliran air tidak jelas bahkan tidak ada. Cofferdam dan diversion adalah konstruksi yang lazim digunakan dalam sistem dewatering. Konstruksi ini sering tidak dimasukkan dalam RAB tersendiri. Pada hal bisa jadi konstruksi ini cukup besar biayanya dan merupakan kunci keberhasilan pelaksanaan konstruksi bendung. Untuk menghindari membengkaknya biaya dewatering, maka cofferdam dan diversion perlu direncanakan dengan baik. 6. PERENCANAAN KONSTRUKSI Kontraktor yang berpengalaman mungkin tidak menjadi masalah besar dalam pembuatan konstruksi sistem dewatering (cofferdam dan diversion channel), tetapi sering hal tersebut tidak disertai perhitungan teknis yang memadai dan hanya mengandalkan pengalaman. Perencanaan diversion akan berpengaruh dalam perencanaan cofferdam. Bila dikehendaki tinggi cofferdam tertentu maka lebar diversion channel harus dicoba-coba BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

2 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - sedemikian rupa sehingga dicapai luasan penampang yang mampu melewatkan debit rencana (Qd). Bila lebar diversion channel tidak dibatasi, maka tinggi cofferdam bisa lebih rendah, atau dengan nilai h tetap dan b dicoba-coba maka akan didapatkan nilai Q Lewat = Qd Pada pendimensian konstruksi sistem dewatering untuk rencana pelaksanaan Bendung Gerak Tulis, nilai yang diketahui adalah lebar diversion channel. Jadi yang akan dicoba-coba untuk mendapatkan Qd adalah tingginya. Hal ini karena lebar diversion channel dibatasi oleh situasi lokasi penempatan diversion channel dan teknik pelaksanaanya. Artinya dengan B tetap dan H dicoba-coba sampai mendapatkan nilai Q yang mendekati Qd. H H n H d H H d = H untuk mendapatkan Qd B bernilai tetap Q Q d Q n Q Gambar 6. Grafik hubungan h dan Q Sebelum perencanaan diversion channel dan cofferdam dalam rencana pelaksanaan Bendung Gerak Tulis dimulai, maka ada beberapa data yang diperlukan dari hasil analisa pada bab sebelumnya, data design teknis struktur bendung dan data tanah hasil penelitian dilapangan. Design struktur Bendung Gerak Tulis sekali lagi tidak disajikan dalam laporan ini sesuai dengan batasan masalah. 6.. Data Hasil Analisa Hidrologi Dari hasil analisa hidrologi didapatkan : Q d Sungai Tulis = 49,63 m 3 /dtk Q d Anak Sungai Tulis = 6,939 m 3 /dtk BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

3 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI Data Teknis Design Struktur Bendung Dari gambar design struktur Bendung Gerak Tulis yang telah ada. Ada beberapa data yang akan diperlukan dalam perencanaan konstruksi, yaitu : Bentang Dam = 76,5 m Lebar Spillway = 3 x 8 m Lebar Fluishing Sluice = x 6 m Elevasi Puncak Dam = + 67, m Elevasi Terendah Dam = + 649, m Elevasi Mercu Spillway = + 65, m 6..3 Data Mekanika Tanah Dari hasil penelitian mekanika tanah dilapangan didapatkan data mekanika tanah lokasi Bendung Gerak Tulis sebagai berikut : γ tanah dasar / asli =,4 t/m 3 C tanah dasar / asli =,4 t/m 3 Ø anah asli = PERENCANAAN DIVERSION CHANNEL Berdasarkan rencana plan view yang telah didapatkan dalam bab 5, maka untuk mempermudah dalam perhitungan rencana penampang diversion dapat dibuat dalam beberapa segmen/stasiun. BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

4 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 4 Mulut Upstream :m Mercu Control Strukture :m Axist of Cofferdam Upstream :m Axist of Cofferdam Downstream :m AXIS OF DIVERSION CHANNELL :m :m Sta. + Sta. + Sta. +6 Sta. +.5 Sta. +7 Sta. +4 Sta. +57 Sta Sta Sta :m Mulut Downstream Sta Gambar 6. Plan view diversion channel Sebelum kita merencanakan penampang memanjang diversion channel yang didalamnya menyangkut elevasi, dimensi hidrolis, dan kemiringan/slope maka sebagai patokan dalam perencanaannya adalah elevasi mulut upstream (u/s) diversion, mulut downstream (d/s) diversion serta letak mercu control strukture. Ketiga segmen ini harus diperhatikan dalam kaitan untuk mendapatkan aliran hidrolika yang baik. Dari peta topografi dan rencana/plan view diversion channel didapatkan data :» Panjang diversion channel = 8,6 m» Elev. terendah dasar sungai asli : Di depan mulut upstream = ± 653,5 m Di depan mulut downstream = ± 646 m 6.3. Elevasi Rencana Segmen Diversion sebagai Patokan Perhitungan A. Elevasi Rencana Mulut U/s Diversion Channel (Sta. +) Dari peta topografi dan plan view diversion channel didapatkan data bahwa elevasi terendah dasar sungai asli di depan mulut u/s adalah ± 653,5 m. Berdasarkan BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

5 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 5 prinsip hidrolika maka agar aliran air dapat mudah mengalir masuk ke penampang diversion channel, mulut u/s diversion harus di tempatkan pada elevasi yang lebih rendah dari + 653,5 m. Berdasarkan hal di atas maka mulut u/s diversion channel direncanakan pada elevasi + 653, m. B. Elevasi Rencana Mulut D/s Diversion Channel (Sta. +8,6) Mulut d/s adalah segmen akhir dari diversion channel sebagai pelepas aliran air dari saluran dan dikembalikan lagi ke penampang sungai seperti semula. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum merencanakan penempatan mulut d/s diversion channel yaitu :» Elevasi terendah penampang sungai di depan mulut d/s. Dari peta topografi dan plan view diversion channel dapat diketahui elevasi dasar penampang sungai terendah di depan mulut d/s adalah : m.» Elevasi MA saat diversion channel melepaskan Q d Elevasi MA ini perlu diketahui agar elevasi mulut d/s tidak berada dibawah elevasi MA terutama saat penampang sungai menampung debit rencana yang dilepaskan diversion channel. Hal ini untuk menghindari terjadinya aliran backwater masuk ke mulut d/s yang dapat mengganggu aliran di saluran diversion channel. Dengan perhitungan passing capacity pada saat Q d dilepaskan didapat tinggi ma + 3, m dengan elevasi ma + 649, m. Dengan memperhatikan hal-hal diatas maka elevasi rencana mulut d/s diversion channel direncanakan ditempatkan pada elevasi + 649,4 pada Sta. +8,6. BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

6 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI D Mulut Upstream AXIS OF DIVERSION CHANNELL K A L I T U L I S +66. Gambar 6.3 Pot. topografi dan rencana mulut upstream diversion channel D Mulut Downstream Gambar 6.4 Pot. topografi dan rencana mulut downstream diversion channel C. Mercu Control Struktur (MCS) Mercu control struktur adalah bangunan sejenis ambang pelimpah seperti pada bangunan spillway pada bendungan. Mercu control strukture harus direncanakan karena bagian ini nantinya akan berfungsi penting sebagai titik yang digunakan untuk menghitung elevasi ma di sepanjang saluran diversion serta berfungsi juga untuk menghasilkan sifat aliran (dalam saluran terbuka) yang direncanakan. Biasanya sifat aliran yang diharapkan dengan adanya mercu tersebut adalah aliran superkritis. BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

7 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 7 Sifat aliran dalam saluran terbuka Ada 4 Sifat aliran dalam saluran terbuka yang bisa ditentukan dengan bilangan Froude (fr), kemiringan dasar saluran (So) dan kemiringan kritis (Hcr) yaitu : a. Aliran diam Fr =, Saluran datar, So = dan Hn. b. Aliran sub kritis (mengalir) Fr <,Saluran landai, So<Scr dan Hn > Hcr. c. Aliran kritis Fr =, Saluran kritis, So=Scr dan Hn = Hcr. d. Aliran superkritis (meluncur) Fr >, Saluran terjal, So>Scr dan Hn < Hcr. Bilangan Froude: Fr = V g y... (6.) (Aliran Melalui Saluran Terbuka,K.G Rangga Raju,Hal.7) Di mana : V = kecepatan (m/dtk). g = percepatan gravitasi (9,8 m/dtk ). y = kedalaman hidrolik (m). Untuk perencanaan diversion channel Bendung Gerak Tulis direncanakan disepanjang diversion channel dalam kondisi aliran superkritis (meluncur), tipe saluran berupa saluran terjal (steep channel) dimana So > Scr dan Hn < Hcr. Kondisi aliran superkritis diharapkan dapat melewatkan debit yang besar dengan dimensi saluran yang ekonomis. Hal ini dipengaruhi oleh faktor slope/kemiringan saluran. Dengan slope yang besar maka akan didapatkan kecepatan yang besar saat melewatkan debit rencana (Qd) dengan dimensi penampang (A) yang lebih ekonomis dari pada kondisi aliran subkritis/kritis. Artinya dengan A lebih kecil maka diperlukan kecepatan yang lebih besar untuk dapat melewatkan Qd yang bisa dihasilkan dengan nilai slope yang besar. BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

8 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 8» Perencanaan Mercu Control Strukture : Untuk menghasilkan aliran superkritis disepanjang diversion channel maka mercu control struktur di tempatkan di hulu. Dengan detail rencana sebagai berikut : Jarak Axist mercu control stuktur dari mulut upstream = m (sta. +) Elevasi u/s mercu control strukture = m (Sta. +) Elevasi d/s mercu control struktur = +653 m (Sta. +6) 6.3. Perencanaan Penampang Memanjang Diversion Channel Sebenarnya belum ada cara perhitungan yang benar-benar mantap dalam merencanakan diversion channel. Oleh karena itu untuk membantu dan mendukung dalam merencanakan diversion channel, digunakan metode pada perencanaan bangunan pelimpah dengan memperhatikan aspek-aspek lainnya. Hasil perencanaan tersebut harus dicek apakah mampu memenuhi aliran hidrolika yang baik dan menghasilkan aliran superkritis di sepanjang saluran. Axist Of Struktur Sal.Pengarah Aliran Ambang Pelimpah Bagian Transisi Sal.Pengatur Sal.Peluncur Bagian berbentuk Terompet Kolam Peredam Energi Gambar 6.5 Skema umum type bangunan pelimpah Saluran Pengarah Aliran (Sta. + S/d Sta. +) Bagian ini berfungsi sebagai penuntun dan pengarah aliran agar aliran tersebut senantiasa dalam kondisi hidrolika yang baik. Pada saluran pengarah aliran ini, kecepatan masuknya aliran air supaya 4 m/dtk dan lebar saluran makin mengecil ke BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

9 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 9 arah hilir. Apabila kecepatannya melebihi 4 m/dtk, maka aliran akan bersifat helisoidal dan kapasitas pengalirannya akan menurun. Disamping itu, aliran helisoidal akan meningkatan beban hidrodinamis pada bangunan pelimpah tersebut. Kedalaman dasar saluran pengarah aliran biasanya diambil lebih besar dari /5 x tinggi rencana limpasan diatas mercu ambang pelimpah. Selain didasarkan pada kedua persyaratan tersebut, bentuk, dan dimensi saluran pengarah aliran biasanya disesuaikan pula dengan kondisi topografi setempat serta dengan persyaratan hidrolika yang baik. Berdasarkan pengujian-pengujian yang ada saluran pengaruh aliran ditentukan sebagai berikut : Vo H V V 4 m/dtk P 5 H w Gambar 6.6 Saluran pengarah aliran dan ambang pengatur debit pada bangunan pelimpah Direncanakan : Lebar mulut u/s diversion channel (Sta. +) = m Lebar mercu control stuktur (Sta. +) lebih kecil dari mulut u/s = 3 m BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

10 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - Dimensi Hidrolis Sta Dimensi Hidrolis Sta. +. Mercu Control Strukture Gambar 6.7 Rencana penampang saluran pengarah Perhitungan :» Ketinggian air kritis (H cr ) di atas mercu Diketahui: Q d = 49,63 m 3 /dtk B = m m =, BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

11 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - a. Penampang dianggap berbentuk persegi H cr = 3 d BQ g Maka : (6.) (Sistem Drainase Berkelanjutan,Suripin,Hal.56) H cr = 3 d BQ g = 3 49,63 3 9,8 = 4,66 m b. Penampang nonpersegi (sesuai dengan desain penampang div.channel) Q T 3 g A =... (6.3) (Sistem Drainase Berkelanjutan,Suripin,Hal.59) g Q ( B + mh B + B + mh cr 3 {( ) H } cr ) cr = No Tabel 6. Perhitungan trial error Hcr penampang non persegi Hcr m B B+mHcr 9.8 x {(B+m/xHcr)}^3 Q^ Hasil (7) = 6*4/5 Ket Dari hasil perhitungan diatas didapatkan Hcr dengan nilai yang hampir sama. Diambil H cr yang lebih besar yaitu dianggap berpenampang persegi = 4,66 m BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

12 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -» Ketinggian W W / 5 x Hcr W / 5 x 4,66 =,93 m Saluran Pengatur Aliran (Sta. +-Sta. +6) A. Ambang Penyadap/Mercu Control Strukture (Sta. +) Bagian ini berfungsi sebagai pengatur debit air (Q outflow) yang melintasi bangunan pelimpah. Dalam perhitungan tinggi muka air di sepanjang saluran pengelak (diversion channel) diperlukan suatu titik kontrol sebagai titik awal perhitungan. Di titik kontrol ini dapat dihitung tinggi muka air kritisnya (Hcr) dengan menggunakan suatu rumus. Untuk menghasilkan aliran kritis agar dapat diketahui Hcr dilakukan dengan peninggian dasar saluran berupa konstruksi mercu. Konstruksi mercu inilah yang akan dijadikan sebagai titik kontrol struktur untuk menghitung tinggi muka air di sepanjang diversion channel dengan persamaan garis energi. Dalam perencanaan diversion channel dianggap Q outflow = Q d karena pada ketinggian W akan terjadi endapan material sungai sehingga penampang tidak efektif. Q d H Q outflow = Qd Terjadi endapan/ W penampang tidak effektif R =,5H Gambar 6.8 Mercu Control Strukture BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

13 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 3 Sebenarnya ada berbagai macam type ambang penyadap yang biasa digunakan dalam konstruksi spillway (pelimpah) pada bendungan antara lain ambang bebas, ambang berbentuk bendung pelimpah, ambang berbentuk bendung pelimpah menggantung. Pada perencanaan diversion channel untuk rencana pelaksanaan Bendung Gerak Tulis direncanakan menggunakan ambang bebas dengan bentuk sederhana tanpa lengkungan pada bagian hilir. Bagian depan berbentuk tegak (:), diikuti lingkaran dengan r = ½ W, kemudian horizontal dan di sisi hilir kemiringannya :. Parameter tersebut diambil mengingat kegunaan diversion channel bersifat sementara karena nantinya akan dibongkar, maka direncanakan seefisien dan semudah mungkin dalam pelaksanaanya. Tetapi hasil perencanaannya nantinya akan dikontrol agar bisa menghasilkan aliran superkritis.» Data Perencanaan : Elevasi rencana mulut u/s diversion (Sta. +) = + 653, m W diasumsikan terjadi endapan material Jarak control stukture dari mulut upstream = m (Sta. +)» Direncanakan : Kemiringan bagian downstream = :5 Elev. Upstream mercu control struktur (Sta. +) = m Elev. downstream mercu control struktur (Sta. +6) = m Radius r = ½ W = ½,93 =,465 m (diambil r =,5 m) B. Saluran Transisi (Sta. +6 Sta. +,5) Saluran transisi biasanya diperlukan untuk menghubungkan penampang yang bentuk dan dimensinya berbeda antara bagian mercu dan dan saluran peluncur. Saluran transisi direncanakan agar Q d yang akan disalurkan tidak menimbulkan aliran terhenti atau back water. Sebenarnya belum ada cara yang paling baik dalam BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

14 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 4 merencanakan bentuk saluran transisi hanya berdasarkan pengalaman dan pengujianpengujaian model hirolika. Untuk bangunan pelimpah yang relative kecil biasanya sudut penyempitan ke arah hilir pada saluran transisi adalah,5 terhadap sumbu saluran peluncur. Akan tetapi bila kondisi topografi yang kurang menguntungkan kadang kadang memaksa pembuatan dinding saluran melebihi sudut inklinasi tersebut. Bentuk saluran transisi ditentukan sebagai berikut : B B Y.5 L Gambar 6.9 Skema bagian transisi saluran pengarah pada bangunan pelimpah Dengan ketentuan tersebut diatas dan dengan memperhatikan keadaan topografi yang ada maka :» Direncanakan : B (Sta.+6) B 3 = 9 m = 7 m Sudut Inklinasi =,5 m =, S =, BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

15 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 5» Perhitungan : 9 y = = m L = y/tgθ 7 = tg,5 = 4,5 m. (Sta. +,5) Elevasi Sta.+.5 H S = L H, = 4, 5 H =,9 m Elev. Sta.+.5 = Elev.Sta.+6 - H = (+ 653) -,9 = + 65,9 m Qd Terjadi endapan/ penampang tidak effektif Qoutflow = Qd r = : Sta. + Sta. + Sta. +6 Sta. +.5 Gambar 6. Penampang memanjang saluran pengatur BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

16 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 6 Sta.+6. Sta.+,5. Gambar 6. Rencana dimensi hidrolis saluran transisi Saluran Peluncur (Sta. +,5 Sta. +8,6) Saluran peluncur pada bangunan spillway bendungan berfungsi untuk membawa debit air yang telah melewati saluran pengatur menuju konstruksi kolam peredam energi. Dalam merencanakan saluran peluncur harus memenuhi kriteria : Air yang melimpah dari saluran pengatur mengalir dengan lancar tanpa hambatanhambatan hidrolis. Konstruksi saluran peluncur cukup kukuh dan stabil dalam memikul semua beban yang timbul. Biaya konstruksi diusahakan seekonomis mungkin. BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

17 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 7 Saluran peluncur untuk diversion channel sendiri direncanakan sebagai berikut : Lay out lurus dan melengkung pada bagian saluran berbentuk terompet karena menyesuaikan dengan letak palung sungai agar debit air yang dilepaskan ke penampang sungai dapat segera mengalir. Penampang melintang berbentuk trapesium. Kemiringan dan elevasi diatur dengan menyesuaikan data yang sudah didapatkan. Diketahui : Elev. saluran transisi (Sta.+,5) = + 65,9 m Elev. rencana mulut d/s (Sta. +8,6) = + 649,4 m Perhitungan : a. Saluran dengan lay out relative lurus (Sta. +,5-Sta.+9,7)» Dimensi hidrolis Sta. +,5-Sta.+7,6 Direncanakan : B = 7 m m =.» Dimensi hidrolis Sta.+7,6-Sta.+9,7 Direncanakan : B = 7 m m = Sta. +,5-Sta BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

18 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 8 Sta.+7,6-Sta.+9,7 Gambar 6..Dimensi Hidrolis Saluran Peluncur Bagian Lurus b. Saluran dengan lay out melengkung berbentuk terompet (Sta.+9,7- Sta.+8,6) Bagian yang berbentuk terompet pada ujung saluran peluncur pada Sta.+9,7 s/d Sta.+8,6 bertujuan agar aliran dari saluran peluncur yang merupakan aliran super kritis dan mempunyai kecepatan tinggi, sedikit demi sedikit dapat dikurangi dengan melebarkan penampang sehingga aliran tersebut menjadi lebih stabil. Direncanakan : B = m m = BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

19 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 9 Sta.+9.7 B4 Sta.+8.6 B5 Axist Of Diversion Channel Gambar 6.3. Bagian berbentuk terompet pada ujung hilir saluran peluncur Gambar 6.4 Rencana Dimensi Hidrolis Sta.+8,6 c. Rencana kemiringan (slope) saluran Sta.+,5-Sta/8,9 Dalam menentukan slope saluran sebagai patokannya adalah pada Sta.+8,6 (mulut d/s) dimana sudah direncanakan berelevasi + 649,4 m. BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

20 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI -» Nilai Slope dan elevasi saluran Sta.+,5-Sta +7,6 Diketahui : Elevasi Sta. +,5 = + 65,9 m Direncanakan : S Sta.+-Sta.+7.6 =, Perhitungan :» Elv. Sta. +7,6 L = Jarak Sta. +,5 -Sta. +7,6 = 5, m H S = L, = H 5, H =,4 Elv. Sta. +7,6 = Elv. Sta. +,5 - H = + 65,9 m -,4 = + 65,868 m» Nilai Slope dan Elevasi saluran Sta. +7,6 s/d Sta +8,6 Diketahui : Elevasi Sta = + 65,868 m Elv. Sta +8,6 (mulut d/s diversion) = + 649,4 m Perhitungan : Besar slope (S) Sta. +7,6 Sta. +8,6 L = Jarak Sta. +7,6 Sta. +8,6 = 35,56 BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

21 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - H = Beda elevasi antara Sta. +7,6 - mulut downstream = (+ 65,868) (+ 649,4) =,468 m H S = L,468 = 35,56 =, Saluran Lurus Saluran Peluncur Saluran Melengkung Bentuk Terompet Sta.+ Sta.+7.6 Sta.+9.7 Sta.+8.9 Gambar 6.5.Elevasi dan slope saluran peluncur Untuk lebih jelasnya elevasi rencana dan slope masing-masing stasiun dapat dilihat dalam tabel 6. berikut: Tabel 6. Rekapitulasi perhitungan elevas dasari dan slope No Stasiun Jarak (L) Kemiringan ( S ) Z Elevasi Dasar Keterangan m m m Sta Elev.Renc. Mulut U/s..4.8 Sta Sta Elev.Renc. u/s Control Strukture Elev.Renc. d/s Control Strukrur BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

22 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 4 Sta Sta Sta Sta Sta Sta Sta Sta Elev Renc.mulut d/s diversion Peredam Energi Konstruksi ini berfungsi untuk menghilangkan atau setidak-tidaknya mengurangi energi aliran dengan kecepatan tinggi agar tidak merusak tebing,jembatan, jalan dan bangunan lain di sebelah hilir bangunan. Mengingat fungsi diversion channel hanya bersifat sementara karena nantinya akan dibongkar maka kolam peredam energi tidak direncanakan untuk efesiensi biaya. Selain itu di bagian hilir diversion channel hanya terdapat tebing, tidak terdapat bangunan dan instalasi yang harus dilindungi. Sementara untuk melindungi tebing dari gerusan dapat dilakukan dengan perkuatan lereng Detail Hasil Perencanaan Dari rencana dan analisa perhitungan diatas maka dapat dibuat desain diversion channel secara detail.sebagai berikut: BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

23 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 3 Axist of Cofferdam Upstream :.7 :. :. :. :. : AXIS OF DIVERSION CHANNELL Sta Sta. +7 Sta. +.5 Sta. +6 I : Sta. + II III I Axist of Cofferdam Downstream III II Sta. + Sta V V IV IV VI VI Sta Sta. +57 Sta. +4 Sta Gambar 6.6. Detail lay out diversion channel

24 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 4 : R = % 6.94 % % Sta.+ Sta.+ Sta.+6 Sta.+.5 Sta.+7 Sta.+4 Sta.+57 Sta.+7.6 Sta Sta.+9.7 Sta Mercu Control Strukture.7 Pot. Penampang III-III Pot. Penampang II-II Pot. Penampang ( I-I ). Pot. Penampang VI-VI Pot. Penampang V-V Pot. Penampang IV-IV Gambar 6.7. Pot.B-B dan rencana dimensi hidrolis diversion channel BANJARNEGARA - JAWA TENGAH

25 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI PERHITUNGAN KEDALAMAN HIDROLIS Data Perencanaan : Q d = 49, 63m 3 /dtk Sifat aliran super kritis (S o < S cr, H cr > H n ) Kedalaman hidrolis saluran diversion channel dapat dihitung dengan menggunakan persamaan garis energi dengan titik awal perhitungan di mercu control strukture. V²/g Sf hf=sf x x h V²/g z = So x h x Gambar 6.8 Skets perhitungan muka air Dari gambar 6. di atas dapat diperoleh persamaan sebagai berikut : V V z + h + = h + + h g g E E f... (6.4) (Bambang Triatmodjo,Hidrolika II.Hal 54) V V Z + h + = Z + h + + h g g E E f S x + E = E + S f x E x = S E S F Sf = n Q Ar Rr 4 / 3

26 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 6 Di mana : E = Tinggi energi (m) hf = tinggi kehilangan energi (m) Ar = Luas penampang rata-rata (m) Rr = Jari-jari hidrolis rata-rata (m) So= kemiringan dasar saluran Sf = kemiringan garis energi B C Vb²/g G a r i s E n e r g i ( S f ) Hfc Vc²/g Hf V²/g H B Hc H ZB A % Zc D a tu m : ta.+ Sta.+ Sta.+6 Gambar 6.9 Hubungan tinggi muka air di Mercu Control Strukture 6.4. Kedalaman Air Kritis (H cr ) di atas Mercu Perhitungan Hcr diperlukan untuk mengontrol sifat aliran terutama pada Hcr diatas mercu control structure (Hc). Hcr ini adalah ketinggian MA yang harus dihitung terlebih dahulu sebagai titik awal untuk menghitung ketinggian muka air disepanjang saluiran.» Ketinggian air kritis (H cr ) di atas mercu Diketahui: Q d = 49,63 m 3 /dtk B = m m =,

27 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 7 H cr = 3 d BQ g = 3 49,63 3 9,8 = 4, H ma Sal. Pengarah dan Pengatur Aliran (Sta. +-Sta.+6) B C V b ² / g H B H f c V c ² / g H c E m i n A % D a t u m Sta.+ Sta.+ Gambar 6.. Hubungan tinggi ma di B dan C» H MA B (Sta.+ ) Diketahui : Hcr = Hc = 4,66 m Z = (+ 654) (+653,) =,8 m Tinggi Enegi Total diatas Mercu (Emin) Emin =,5 x Hcr... (6.5) (Suripin, Sistem Drainase Kota Berkelanjutan) =,5 x 4,66 = 6,99 m = 7 m

28 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 8 H ma B = Emin+ Z = 7 +,8 = 7,8 m» H MA C (Sta.+ ) Hcr = Hc = 4,66 m» H MA (Sta.+6 ) Diketahui : Qd = 49,63m 3 /dtk Bc = 3 m Hc = 4,66 m Z = B = 9 m m =, x = 6 m Di mana : Q V n = A d n B + ( B + mhc) Ac = Hc C 3 + (3 +, 4,66) = 4, 66 = 6,75 m P = B + H +, H C C = 3 + 4,66 +, 4,66 =,43 m C

29 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 9 AC R C = P C 6,75 =,43 =,8 m B + ( B + mh) A = H 9 + (9 +, H ) H = =[ 9 +,H ] H P = B + H +, H R = P = 9 +, H A (9 +,H ) H = 9 +,H A r = R r = A C + A R C + R Sf n Q = 4 / 3 Ar Rr hf = Sf x = Sf 6 Persamaan Energi titik C-: Z + E C = E + hf Z + H VC V C + = H + + g g hf

30 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 3 Z + H Qd Qd C + = H + + g Ac g A 49,63 49,63 + 4,66 + = H + + hf ( 9,8) 6,75 ( 9,8) 855,373 7,83 = H + + hf {(9 +,H ) H } hf {(9 +,H ) H } Tabel 6.3 Perhitungan trial error H 855,373 No H {(9 +, H } ) H E Sf x hf E+hf Ket (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) = ( Zc+Ec) Kesimpulan : Kedalaman air H = 5,83 m Contoh perhitungan kehilangan energi (hf) di titik C-. Titik Tabel 6.4 Contoh perhitungan hf B m H A P R m m m m m B + ( B + mh ) 3 4 = H 5 = B + H + mh 6=(A/P) C

31 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 3 Titik hcoba B m A P R m m m m m 3 4 = B + ( B + mh ) H 5 = B + H + mh 6=(A/P) Arata Prata Rrata m m m =(A/A ) =(P/P ) 3=(R/R ) Q n*q (Arata) (Rrata)^4 x hf n m3/dt ^ /3 Sf k m m = n Q =9 x 4 / 3 Ar Rr Kontrol Sifat Aliran Aliran yang terjadi dalam diversion channel bersifat superkritis yang dinyatakan dalam bilangan Fr >, H cr > H n. Untuk mengetahui sifat aliran setelah adanya konstruksi mercu (Sta.+) perlu diketahui kedalaman air normal (H n ) sebelum adanya mercu. A. Kedalaman Air Normal (Hn)» Ruas I (Sta. +,5-Sta.+7,6).

32 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 3 Gambar 6. Rencana Dimensi hidrolis ruas I Diketahui : B = 7 m m =, S = % Perhitungan : B + ( B + mhn) A = Hn = ( 7 +, Hn ) Hn P = 7 +, Hn + Hn = 7 +, Hn A R = P (7 +,Hn) Hn = 7 +,Hn / 3 / V = R S n /3 = R..5 /3 = 9,43R / Q = A x V Tabel 6.5 Perhitungan trial error Hn ruas I N o Asumsi Hn A = (7+.Hn)*Hn P = 7+,*Hn R (m) V = 9.43*R^(/3) Q=V*A Keteranga n (m) m m m (m/det) (m3/det) Q = Qd 3 ( 4 )= / <Qd <Qd

33 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI <Qd Qd <Qd Kesimpulan : Kedalaman air normal (H n ) pada pot ruas I = 3,8 m» Ruas II (Sta.+7.6-Sta. +9,7)) Gambar 6. Rencana Dimensi Hidrolis ruas II Diketahui : B= 7 m m = S = 6,94 % Perhitungan : B + ( B + m Hn) A = Hn 7 + (7 + Hn ) = Hn = ( 7 +,5Hn ) Hn P = 7 + Hn +, 4Hn = 7 +,4Hn

34 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 34 R = A P (7 +,5Hn) Hn = 7 +,4Hn / 3 V = R S n = R.5 / 3 = 7,563R / / / Q = A x V Tabel 6.6 Perhitungan trial error Hn ruas II N o Asumsi Hn A = (7+.5Hn)*Hn P = 7+.4*Hn R V = 7.563*R^(/3) Q=V*A Keteranga n (m) m m m (m/det) (m3/det) Q = Qd 3 ( 4 )= / <Qd <Qd Qd <Qd <Qd Kesimpulan : Kedalaman air normal (Hn) pada ruas II =, m B. Kontrol Sifat Aliran

35 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 35 Kontrol sifat aliran diperlukan untuk mengontrol sifat aliran yang dihasilkan di titik (Sta.+6) dengan adanya konstruksi mercu. V = B Q d H Fr = 49,63 = 9 5,83 = 7,8 m/dtk V g H = 7,8 9,8 5,83 H cr =,33 >... (Aliran super kritis) = 4,66 m H n = 3,8 m H cr > H n... (Aliran super kritis) C. Kontrol Kecepatan di Mulut Upstream Kecepatan air saat memasuki mulut upstream diversion V 4 m/dtk agar tidak terjadi aliran yang bersifat helisoidal. V B = Q A d B B + ( B + mh A B = V B = B ) H + ( +,7 7,8) = 7, 8 = 77,94 m Q A d B B 49,63 = 77,94 =,3 m/dtk 4 m/dtk...(aman)

36 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI Hma Sal. Transisi Dan Sal. Peluncur (Sta.+6-Sta.+8,6) Untuk menghitung elevasi muka air di saluran ini digunakan persamaan energi antara penampang dibagian hulu dan penampang dibagian hilir saluran. Gambar persamaan garis energi di diversion channel dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

37 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 37 B C Vb²/g HB A Garis Energi (Sf) Hfc Hf Hf Vc²/g V²/g V²/g Hc H H H3 H % Zc % Z Z3 Z4 :5 Hf3 Hf4 V3²/g V4²/g Hf5 V5²/g Hf6 V6²/g H5 H Z5 Z6 6.94% Hf7 V7²/g H Z7 Hf8 V8²/g H Z8 Garis Energi (Sf) Hf9 V9²/g H Gambar 6.3 Garis energi di sepanjang diversion channel

38 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 38 Tabel 6.7 Rekapitulasi perhitungan z, x,slope antar stasiun Stasiun Titik Jarak ( x) Kemiringan ( S ) Z m m Sta.+ B..8.8 Sta.+ C 6... Sta Sta Sta Sta Sta Sta Sta Sta Sta

39 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 39 Dari perhitungan sebelumnya telah didapatkan H MA pada : H B (Sta.+) = 7,3 m H C (Sta.+) = 4,8 m H (Sta.+6) = 5,83 m Dalam perhitungan H MA di sepanjang saluran menggunakan tahapan dan metode yang sama dengan perhitungan H B, H dengan menggunakan persamaan energi pada penampang y (upstream)dan z (downstream) : Z + E Y = E Z + hf Z VY VZ Z + ( HY + ) = ( H Z + + ) g g hf Z Di mana : Q V = A V Q = g g A n Q Sf = 4 / 3 Ar Rr hf Z = Sf x A r = R r = = Sf A Y + A Z R Y + R Z A. H MA (Sta. +,5) Diketahui : Z =,9 m x = 4,5 m E = 8,57 m

40 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 4 Karakteristik Penampang Titik B m H A ( B + mh ) H =. 5 P = B + H +. H m m m m m R = A P Karakteristik Penampang Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. H m m m m m 7.H H 7. H ( ) H +. H R = A P (7 +.H ) H 7 + H +. H Persamaan energi titik - Z+E = E + hf 49,63,9 + 8,57 = H + + hf ( 9,8) 855,373 8,66 = H + + hf {(7 +,H ) H } {(7 +,H ) H } Tabel 6.8 Perhitungan trial error H No H 855,373 {(7 +, H ) H } E Sf x hf E+hf Ket (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) = ( Z+E) Dengan cara trial error diperoleh : H = 6,8 m (Sta. +,5)

41 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 4 B. H MA 3 (Sta. +7) Diketahui : Z =,3 m x = 6,5 m E = 9,936 m Karakteristik Penampang Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. H m m m m m Karakteristik Penampang 3 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. H m m m m m (7 +.H 3) H 7 +.H 3 H 7 + H 3 +. H3 7 + H +.H 3 7. H 3 ( ) 3 Persamaan energi titik -3 Z +E = E 3 + hf 3 49,63,3 + 9,936 = H hf ( 9,8) 855,373,66 = H + + hf 3 {(7 +,H ) H } 3 {(7 +,H ) H } R = R = 3 A P A P 3 3 Tabel 6.9 Perhitungan trial error H 3 855,373 No H3 E3 Sf 3 x hf 3 E+hf Ket {(7 +,H } 3 ) H 3 (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) =

42 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI ( Z+E) Dengan cara trial error diperoleh H 3 = 6,9 m (Sta. +7) C. H MA 4 (Sta. +4) Diketahui : Z =,3 m x = 5 m E 3 =,35 m Karakteristik Penampang 3 A R = P = B + H +. H P m m m m m Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H Karakteristik Penampang 4 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H A R = P = B + H +. H P m m m m m (7 +.H 4 ) H 7 +.H 4 H 7 + H 4 +. H H +.H 4 7. H 4 ( ) Persamaan energi titik 3-4 Z +E 3 = E 4 + hf 4 49,63,3 +,35 = H hf ( 9,8) 4 {(7 +,H ) H } 855,373,355 = H + + hf {(7 +,H ) H }

43 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI ,373 {(7 +,H H } Tabel 6. Perhitungan trial error H 4 No H4 E4 Sf 4 x hf 4 E+hf Ket 4 ) 4 (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) = ( Z3+E3) Dengan cara trial error diperoleh H 4 = 5,76 m (Sta. +4) D. H MA 5 (Sta. +57) Diketahui : Z =,3 m x = 5 m E 4 =,5 m Karakteristik Penampang 4 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H A R = P = B + H +. H P m m m m m Karakteristik Penampang 5 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H A R = P = B + H +. H P m m m m m (7 +.H 5) H 7 +.H 5 H 7 + H 5 +. H H +.H 5 7. H 5 ( )

44 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 44 Persamaan energi titik 4-5 Z +E 4 = E 5 + hf 5 49,63,3 +,5 = H hf ( 9,8) 5 {(7 +,H ) H } 855,373,55 = H + + hf {(7 +,H ) H } , 373 ( { 7 +, H H } Tabel 6. Perhitungan trial error H 5 No H5 E5 Sf 5 x hf 5 E+hf Ket 5 ) 5 (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) = ( Z4+E4) Dengan cara trial error diperoleh H 5 = 5,5 m (Sta. +57) E. H MA 6 (Sta. +7,6) Diketahui : Z =,3 m x = 5,6 m E 5 =,4554 m

45 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 45 Karakteristik Penampang 5 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. H m m m m m R = A P Karakteristik Penampang 6 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. H m m m m m (7 +.H 6 ) H 7 +.H 6 H 7 + H 6 +. H H +.H 6 7. H 6 ( ) 6 R = 6 A P 6 6 Persamaan energi titik 5-6 Z +E 5 = E 6 + hf 6 49,63,3 +,455 = H hf ( 9,8) 6 {(7 +,H ) H } 6 {(7 +,H ) H } 855,373,763 = H + + hf 6 Tabel 6. Perhitungan trial error H ,373 No H6 E6 Sf 6 x hf 6 E+hf Ket {(7 +,H H } 6 ) 6 (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) = ( Z5+E5) Dengan cara trial error diperoleh H 6 = 5,3 m (Sta. +7,6)

46 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 46 F. H MA 7 (Sta. +84,6) Diketahui : Z =,838 m x = m E 6 =,6465 m Karakteristik Penampang 6 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. 4H m m m m m Karakteristik Penampang 7 ` B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. 4H m m m m m (7 +.5H 7 ) H 7 +.5H 7 H 7 + H H H +.4H 7 7 H 7 ( ) 7 R = A P R = 7 A P 7 7 Persamaan energi titik 6-7 Z +E 6 = E 7 + hf 7 49,63,838 +,6465 = H hf ( 9,8) 7 {(7 +,5H ) H } 855,373,479 = H + + hf 855, 373 ( {(7 +,5 H ) H } 7 Tabel 6.3 Perhitungan trial error H 7 No H7 E7 Sf x hf 7 E+hf Ket { 7 +, H ) } 7 H 7 7 (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) = ( Z6+E6)

47 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 47 Dengan cara trial error diperoleh : H 7 = 3,78 m (Sta. +84,6) G. H MA 8 (Sta. +9,7) Diketahui : Z =,494 m x = 7, m E 7 =,3536 m Karakteristik Penampang 7 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. 4H m m m m m R = A P Karakteristik Penampang 8 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H A R = P = B + H +. 4H P m m m m m (7 +.5H 8) H 7 +.5H 8 H 7 + H H H +.4H 8 7 H 8 ( ) Persamaan energi titik 7-8 : Z +E 7 = E 8 + hf 8 49,63,494+,3536 = H hf ( 9,8) 8 {(7 +,5H ) H } 8 {(7 +,5H ) H } 855,373,848 = H + + hf

48 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 48 Tabel 6.4 Perhitungan trial error H 8 855, 373 No H8 ( 7 +,5 H H E8 Sf 8 x hf 8 E+hf Ket { } 8 ) 8 (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) = ( Z7+E7) Dengan cara trial error diperoleh H 8 = 3,68 m (Sta. +9,7) H. H MA 9 (Sta. +8,6) Diketahui : Z =,4 m x = 6,44 m E 8 =,764 m Karakteristik Penampang 8 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. 4H m m m m m R = A P Karakteristik Penampang 9 Titik B m H A = ( B +. 5mH ) H P = B + H +. 4H m m m m m (7 +.5H 9 ) H 7 +.5H 9 H 7 + H H H +.4H 9 H 9 ( ) 9 R = 9 A P 9 9

49 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 49 Persamaan energi titik 8-9 Z +E 8 = E 9 + hf 9 49,63,4+,764 = H hf ( 9,8) 9 {(+,5H ) H } 855,373,94 = H + + hf {( +,5H ) H } Tabel 6.5 Perhitungan trial error H 9 855,373 No H9 {(+,5H 9) H } 9 E9 Sf 9 x hf 9 E+hf Ket (3)=+ 4 5 (6)=4*5 (7) = ( Z8+E8) Dengan cara trial error diperoleh H 9 =,37 m (Sta. +8.6) Kontrol Sifat Aliran Sepanjang Diversion Channel Rumus: V = Fr = Q d B H V g H Keterangan : a. Aliran diam Fr =. b. Aliran sub kritis (mengalir) Fr <.

50 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 5 c. Aliran kritis Fr =. d. Aliran superkritis (meluncur) Fr >. Tabel 6.6 Sifat aliran sepanjang diversion channel Sta Sta.+ Sta.+ Sta.+6 Sta.+.5 Sta.+7 Sta.+4 Sta.+57 Sta.+7.6 Sta Sta.+9.7 Sta Dimensi Hidrolis (9.8*H)^. Sifat Qd B H A V 5 Fr aliran Ket m3/dtk m m m m/dtk Sub Kritis segmen sebelum mercu Kritis Superkritis Superkritis Superkritis Superkritis Superkritis segmen setelah mercu Superkritis Superkritis Superkritis Superkritis 6.5 PERHITUNGAN TOP OF WALL DIVERSION CHANNEL 6.5. Rekapitulasi Perhitungan Muka Air, Sloope, dan Lantai Tabel 6.7 Rekapitulasi perhitungan ma HMA Elev. Lantai No STASIUN Sloope Ket m m Sta Mulut Upstream.4 Sta Mercu Control Strukture. 3 Sta Sta

51 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI Sta Sta Sta Sta Sta Sta Sta Mulut Downstream Perhitungan Tinggi dan Elevasi Top of Wall (Dinding) Tinggi dinding diversion channel harus mampu menampung Qd dengan tinggi MA tertentu dan tanpa melimpas ke daerah konstruksi. Elev. top of wall diversion = elevasi muka air + tinggi jagaan = Elv. MA + w Segmen diversion yang perlu di perhatikan adalah pada Sta.+-Sta.+6. Dinding diversion pada segmen ini selain harus ditambah tinggi jagaan juga harus memperhatikan elevasi MA di cofferdam di Axist of cofferdam (Sta.+6 pada diversion), dimana MA di cofferdam (Sta.+6 diversion) = MA di Sta.+. Mengingat panjang diversion cukup panjang, dimana tinggi muka air berbedabeda dan dengan memperhatikan letak konstruksi cofferdamnya, maka untuk mempermudah pelaksanaan pekerjaan di lapangan serta mempermudah perhitungan stabilitas konstruksi, Top of Wall diversion dibagi dalam 5 tipe yang ditampilkan dalam tabel berikut: Tabel 6.8 Tipe diversion channel (top of wall) Tipe Sta Hma Tetinggi w H top of Wall Elevasi MA Elev Top of Wall m m m m m I + s/d II III IV V

52 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 5 Catatan : Elevasi top of wall pada Sta.+-Sta.+6 tergantung pada elevasi MA di cofferdam terutama bila cofferdam di desain boleh mengalami limpasan. B C Top of Wall Diversion A A % :5.4% % Sta.+ Sta.+ Sta.+6 Sta.+.5 Sta.+7 Sta.+4 Sta.+57 Sta.+7.6 Sta Sta.+9.7 Sta.+8.6 Gambar 6.4. Elev. MA dan Elev. Rencana Top of Wall Diversion Channel

53 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI PERENCANAAN COFFERDAM 6.6. Tinjauan Umum Cofferdam berfungsi melindungi daerah/area pelaksanaan pekerjaan bendung dari pengaruh aliran air. Aliran air tersebut dapat berupa debit sungai atau limpasan dan lain-lain. Cofferdam biasanya direncanakan tidak mengalami over topping, tetapi dalam hal tertentu dapat juga direncanakan untuk sesekali mengalami over topping. Cofferdam untuk pelaksanaan Bendung Gerak PLTA Tulis direncanakan tipe timbunan batu yang sesekali mengalami over topping (cofferdam limpas) dengan tinggi limpasan tertentu. Pemilihan cofferdam ini didukung oleh beberapa faktor dimana factor-faktor tesebut lebih menguntungkan untuk mendukung rencanan pelaksanaan bendungnya. Oleh karena cofferdam boleh mengalami limpasan, maka dimensi stone covering dan lain-lain perlu dikontrol terhadap kecepatan limpasan dan kemungkinan adanya genangan yang akan memudahkan batu-batu tersebut bergeser dari tempat kedudukan semula Permasalahan Dari data instansi pemerintah dan masyarakat sekitar didapatkan informasi bahwa debit yang lebih besar dari debit design diversion channel (Q ) akan sering terjadi dan bahkan dimungkinkan terjadi debit yang lebih besar lagi selama pelaksanaan bendung. Permasalahan yang timbul adalah dengan perencanaan cofferdam (cofferdam upstream) yang mampu mengatasi debit lebih besar akan mahal dan design cofferdam yang betul-betul tahan terhadap limpasan pasti juga akan mahal padahal fungsi konstruksi ini hanya sementara. Tetapi bila dengan perencanaan cofferdam timbunan batu zonal biasa yang relative murah pasti akan hancur bila terjadi limpasan. Selain permasalahan utama di atas, yang tidak boleh dilupakan adalah adanya konstruksi jalan existing disisi cofferdam yang masih difungsikan sebelum jalan relokasi selesai dilaksanakan. Bila cofferdam upstream yang dipilih tidak boleh

54 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 54 mengalami limpasan, maka elevasi ma dengan Q > Q d akan lebih tinggi sehingga dikhawatirkan elevasi mercunya akan melebihi elevasi jalan existing di axist of cofferdam. Bila dipaksakan menggunakan cofferdam tanpa melimpas maka diperlukan tambahan pekerjaan lain terkait dengan adanya konstruksi jalan existing ini agar air bisa di bendung dan tidak masuk ke area konstruksi, misalnya dengan peninggian jalan existing. Padahal jalan existing ini nantinya juga akan direlokasi seperti yang telah dijelaskan dalam Bab V. Hal ini bila dilihat dari segi biaya sangat tidak ekonomis. Berdasarkan permasalahan dan analisa diatas, cofferdam (cofferdam upstream) yang akan direncanakan untuk pelaksanaan Bendung Gerak Tulis direncanakan boleh mengalami sesekali limpasan dan dengan perencanaaan yang seefisien mungkin. Sementara untuk analisa perencanaannya cofferdam downstream yang perlu diperhatikan hanya fenomena backwater (air masuk area konstruksi dari arah downstream). Untuk mempermudah pemecahan permasalahan masalah maka perlu di ketahui terlebih dahulu hal-hal sebagai berikut : Potensi dan batasan material setempat. Data pelaksanaan konstruksi. Batasan lain. Alternatif pemilihan yang mungkin Potensi dan Batasan Material Setempat Dari informasi masyarakat dan pelaksana pekerjaan Bendung Gerak Tulis, di ketahui bahwa di lokasi konstruksi banyak sekali terdapat batu gunung, tetapi sedikit material clay, dan tidak ada pasir yang baik untuk konstruksi. Bila pengambilan dan pengangkutan stock material timbunan cofferdam di luar/tidak di sekitar Kali Tulis hal ini dapat menyulitkan saat pengiriman ke lokasi pekerjaan mengingat tingkat kesulitan dalam pencapaian daerah konstruksi bendung cukup tinggi. Dengan demikian material yang dapat diharapkan untuk dapat dipakai sebagai konstruksi adalah batu gunung Data Pelaksanaan Konstruksi

55 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 55 Cofferdam di rencanakan boleh sesekali mengalami over topping (melimpas) dan direncanakan Q dlimpas > Q d. Data perencanaan : Q d = Q = 49,63 m3/dtk Qd Limpas = Q 5 = 46,67 m3/dtk Batasan Lain Dari analisa sebelumnya diketahui : Waktu pelaksanaan tidak boleh mundur panjang karena akan terkait dengan pekerjaan lain Di sisi axist of cofferdam terdapat jalan existing yang belum boleh dibongkar sebelum jalan relokasi selesai dilaksanakan. Di hulu axist of upstream cofferdam terdapat inlet drain (saluran kecil) yang merupakan anak Kali Tulis Q inlet drain = 6,939 m3/dtk Alternatif Pemilihan Cofferdam a. Cofferdam dengan urugan timbunan batu Alternatif ini sangat mungkin dilaksanakan mengingat material batu yang tersedia dilapangan cukup banyak, keuntungan lain adalah konstruksi tidak rumit dan relatif murah. Tetapi oleh karena cofferdam direncanakan sesekali boleh mengalami over topping (melimpas), maka perlu dikontrol diameter batu pada cofferdam yang diijinkan sehingga batu tersebut tidak akan larut/terlarut oleh limpasan. b. Cofferdam dari Concrete Alternatif konstruksi ini sangat mungkin tahan terhadap limpasan, tetapi ada beberapa pertimbangan yang harus dipertimbangkan antara lain : konstruksi mahal; pembongkaran sulit; harus mendatangkan pasir dari luar daerah; pelaksanaan relatif lama. Berdasarkan hal-hal diatas maka alternatif ini tidak direkomendasikan.

56 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 56 c. Gabungan/modifikasi (urugan batu dan concrete) Type gabungan/modifikasi ini adalah cofferdam dengan urugan batu dan concrete serta jaring-jaring dari baja tulangan. Cofferdam type ini paling sesuai untuk dilaksanakan bila cofferdam didesain boleh mengalami sesekali over topping (melimpas). Limpasan yang terjadi dapat melarutkan batuan terutama dibagian hilir dan puncak cofferdam sehingga bagian-bagiann tersebut perlu diperkuat dengan lapisan concrete dan jaring-jaring dari baja tulangan. 6.7 PEMILIHAN TIPE COFFERDAM Pada hakekatnya cofferdam dengan timbunan material merupakan salah satu jenis bendungan urugan. Perencanaan konstruksi cofferdam secara umum menggunakan metode perencanaan bendungan urugan untuk membantu dalam perencanaan dengan memperhatikan aspek lain, seperti: diversion channel, kemudahan pelaksanaan, dan kontur penampang sungai Tipe cofferdam Urugan Ditinjau dari penempatan serta susunan bahan yang membentuk tubuh bendungan urugan digolongkan dalam 3 type yaitu : Bendungan urugan homogen: bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari tanah yang hampir sejenis dan gradasi hampir seragam. Bendungan urugan zonal/majemuk: timbunan yang membentuk tubuh bendungan terdiri dari batuan dengan gradasi yang berbeda-beda dalam urutan pelapisan tertentu. Bendungan urugan sekat : Bendungan urugan dengan sekat (facing) tidak lulus air di lereng udik. Skema dan type dari bendungan urugan dapat di;ihat dalam tabel berikut ini : Tabel 6.9 Skema dan type dari bendungan urugan Type Skema Umum Keterangan

57 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 57 Bendungan Homogen Zone Lulus Air CL Zone Kedap Air m Apabila 8 % dari seluruh bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang bergradasi Drainase hamper sama. Bendungan Zonal/ urugan majemuk Bendungan Tirai Bendungan Inti Miring CL Zone Kedap Air Zone Transisi Zone Lulus Air m CL Zone Inti Kedap Air Zone Lulus Air m Zone Lulus Air Zone Transisi Apabila nahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi tirai kedap air di udiknya. Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi dengan inti kedap air yang berkedudukan miring ke BendunganInti Tegak Zone Lulus Air CL Zone Inti Kedap Air m Zone Lulus Air hilir Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi dengan Zone Transisi Drainase inti kedap air yang berkedudukan vertical

58 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 58 Bendungan Sekat Zone Sekat CL Zone Lulus Air m Apabila bahan pembentuk tubuh bendungan terdiri dari bahan yang lulus air, tetapi dilengkapi dengan Drainase dinding tidak lulus air di lereng udiknya yang biasanya terbuat dari lembaran baja tahan karat, lembaran beton bertulang, aspal beton, lembaran plastik. Penentuan suatu type bendungan urugan yang paling cocok didasarkan pada beberapa faktor : Kualitas serta kwantitas bahan bahan tubuh bendungan urugan yang terdapat di daerah sekitar tempat kedudukan calon bendungan. Kondisi penggarapan/pengerjaan bahan tersebut (pengalian, pengolahan, pengangkutan, penimbunan, dll). Kondisi lapisan tanah pondasi pada tempat kedudukan calon bendungan. Kondisi alur sungai. Hal terpenting dari empat faktor tersebut di atas adalah mengenai hal-hal yang bersangkutan dengan usaha-usaha mendapatkan kwalitas serta kwantitas bahan bahan tubuh bendungan urugan yang terdapat di daerah sekitar tempat kedudukan calon bendungan, terutama untuk bahan pada zone kedap air. Mengingat potensi daerah di sekitar Kali Tulis dan desain cofferdam (boleh mengalami over topping pada cofferdam upstream) yang telah di sebutkan sebelumnya maka: Direncanakan : Cofferdam Upstream : Zonal inti tegak dengan modifikasi (pengabungan material urugan dengan beton dan tulangan). Cofferdam downstream : Zonal inti tegak biasa.

59 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI PERENCANAAN COFFERDAM UPSTREAM U JEM BATAN JALAN EXISTING Elv AXIS OF UPSTREAM COFFERDAM C AXIS OF REFERENCE UPSTREAM D AXIS OF DIVERSION CHANNELL D M ulut U pstream K A L I T U L Sta. + Sta. +6 Sta. +.5 Sta Sta. +7 Gambar 6.5 Plan view cofferdam upstream 6.8. Tinggi Cofferdam Upstream Diketahui : Elev. Top of Wall Diversion (Sta.+6) = + 66,5 m. H MA cofferdam = H MA di Sta.+ diversion = 66, m. Elev. Jalan existing di Axist of Cofferdam = + 66,8 m

60 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 6 Elev. tanah dasar (NGL) di Axist of Reference Cofferdam = +653,3 m. Elev. renc. tanah dasar cofferdam di Axist of Ref. Cofferdam = + 65,5 m. Karena cofferdam upstream ini didesain boleh melimpas, maka tidak diperlukan tinggi jagaan pada cofferdam upstream. H = (+ 66,) (+ 65,5) = 9,5 m Elev mercu = (+ 65,5) + 9,5 = + 66, m Elev mercu lebih rendah,8 m dari elevasi jalan existing sehingga tidak diperlukan pekerjaan tambahan untuk konstruksi jalan existing Lebar Mercu Cofferdam Upstream Lebar mercu cofferdam minimum dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut B = 3,6 H /3 3, B = 3,6 (9,5) /3 3, = 4,6 m... (diambil B = 5 m) Kemiringan Cofferdam Upstream Kemiringan cofferdam ditentukan oleh material yang akan digunakan dengan memperhatikan situasi, kondisi dan posisi Axist of Dam agar cofferdam (bagian hilir) tidak mengganggu pekerjaan bendung itu sendiri (memberikan space/ruang cukup). Direncanakan : Kemiringan Hulu = : Kemiringan Hilir = :,75 Dengan perhitungan kemiringan tersebut maka di Axist of reference Cofferdam didapat : Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hilir : + 65, m Elevasi tanah dasar asli (NGL) di hulu : + 655,5 m Top of Wall Diversion m m BANJARNEGARA JAWA TENGAH Axist of Cofferdam Elev.Tanah Asli (NGL) + 65.

61 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 6 Gambar 6.6 Lebar mercu dan kemiringan cofferdam Material Konstruksi Pada umumnya dalam pembuatan rencana teknis bendungan zonal dibuat sedemikian rupa sehingga baik ke arah hilir maupun ke arah hulu dari inti kedap air tersusun berurutan dari bahan-bahan yang permeabilitasnya semakin meningkat Zone Inti Kedap Air Bahan yang dipakai untuk lapisan kedap air dapat berasal dari tanah dan tanah liat (clay). Tanah maupun tanah liat yang dipakai sebagai bahan timbunan lapisan kedap air ini haruslah memenuhi persyaratan utama untuk bahan kedap air, yaitu : koefisien filtrasi serta kekuatan geser yang diinginkan. tingkat deformasi yang rendah. mudah pelaksanaan pemadatannya. tidak mengandung zat-zat organis serta bahan mineral yang mudah terurai lebih dari 5 %. Hal ini untuk mencegah penurunan yang terlalu besar. Lapisan kedap air harus mempunyai tingkat permeabilitas yang rendah, hal ini ditentukan oleh nilai koefisien filtrasinya. Sebagai standar koefisien filtrasi (k) bahan zone kedap air supaya tidak melebihi nilai x -5 cm/det. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya rembesan air melalui lapisan kedap air yang bersangkutan. Dalam zone kedap air pada hakekatnya semakin halus butiran suatu bahan maka koefisien

62 BAB VI PERENCANAAN KONSTRUKSI SISTEM DEWATERING VI - 6 filtrasinya semaki rendah dan Untuk mendapatkan nilai (k) yang memenuhi syarat untuk lapis kedap air biasanya diperkirakan berdasarkan prosentase butiran tanah yang lolos saringan No. 3 (Suyono Sosrodarsono, 989). Gradasi bahan kedap air biasanya mempunyai ukuran butiran seperti tertera pada gambar..hasil hasil penelitian menunjukkan bahwa apabila suatu bahan dimana butiran halus yang dapat melalui saringan No. lebih rendah dari 7% maka bahan tersebut biasanya lulus air.apabila lebih dari 5 % yang dapat melalui saringan tersebut,maka bahan tersebut juga tidak bisa digunakan untuk bahan kedap air. Gambar 6.7 Gradasi bahan material cofferdam Direncanakan : Lapisan (zone) inti kedap air cofferdam menggunakan :