Teknologi Selubung Terowongan (Shield Tunneling Technology) Untuk membuat terowongan yang lebih besar dan lebih dalam, dengan metode shield tunneling membuat mimpi geofront*) abad 21 menjadi kenyataan. Metode Selubung Terowongan (Shield tunneling method) Metode menggali terowongan dengan menggunakan selubung, yang semula dilakukan secara manual oleh para pekerja dalam suatu selubung, berkembang menjadi suatu proses mekanis dengan telah dikembangkannya.metode penggalian terowongan dengan menggunakan selubung baja dan rotary cutter disk yang dilengkapi dengan mata-mata pahat pemotong (cutter bits). Pada peralatan dan mesin selubung terowongan ini didorong ke depan dengan menggunakan dongkrak (jack), bagian depan terowongan digali dan segmen-segmen yang berupa ruas-ruas dirakit menjadi cincin lapisan di belakang mesin pembuat terowongan. Proses tunneling ini disebut "metode selubung terowongan." Pada tahun 1980-an, metode selubung terowongan diadopsi di negara-negara Amerika, Jerman dan Perancis. Pada tahun 1936, metode ini digunakan untuk pertama kalinya dalam pembangunan terowongan kereta api Kanmon di Jepang. Pada tahun 1960, metode selubung terowongan dengan menggunakan selubung tertutup diterapkan dalam penggunaan praktis, dan metode ini digunakan di berbagai bidang, termasuk terowongan kereta bawah tanah (subway), pekerjaan saluran air limbah, tenaga listrik, telekomunikasi, jalan, dan sungai bawah tanah. Saat ini, metode ini telah menjadi salah satu metode yang paling banyak digunakan untuk konstruksi infrastruktur perkotaan. Pengembangan teknologi selubung terowongan Pembangunan dan pelaksanaan pekerjaan konstruksi di atas permukaan tanah di kota-kota yang padat seringkali sulit untuk dilaksanakan karena adanya sejumlah permasalahan yang timbul seperti terbatasnya persediaan ruang yang ada dan kemacetan lalu lintas. Metode shied tunneling ini, adalah metode pelaksanaan pekerjaan konstruksi terowongan yang tidak memerlukan pekerjaan "menggali dan mengurug", telah menjadi salah satu metode yang paling penting dari pekerjaan konstruksi bawah tanah di daerah metropolitan di Jepang Teknologi selubung terowongan ini telah membuat kemajuan (advances) secara dramatis dalam beberapa tahun terakhir, sehingga memungkinkan mekanisasi dan otomatisasi penanganan lapisan segmen dan penguatannya serta meningkatkan keselamatan konstruksi. Upaya-upaya untuk meningkatkan metode-metode kerja dan proses-proses pelaksanaan agar lebih cepat waktunya dan konstruksi yang lebih efisien telah dicapai kemajuan luar biasa yang bertujuan untuk melaksanakan pekerjaan konstruksi secara lebih ekonomis dengan jangka waktu lebih singkat. Dalam rangka memenuhi kebutuhan diversifikasi/ penganekaragaman untuk 1
terowongan berdiameter lebih besar dan lebih dalam, terowongan dengan penampang bukan lingkaran dan percabangan, penggabungan dan perluasan terowongan, upayaupaya sedang dilakukan untuk mengembangkan berbagai variasi teknologi canggih untuk mengatasi berbagai tantangan teknis. (*Geofront adalah sebuah konsep fiksi ilmiah, mengacu pada ruang besar bawah tanah dengan cara menggalinya dan digunakan untuk ekspansi perkotaan) 1. Lebih dalam dan lebih besar a. Terowongan Jalan: Untuk The Tokyo Bay Aqualine Express Way, yang mulai beroperasi pada Desember 1997, metode selubung terowongan ini digunakan untuk pertama kalinya di Jepang untuk pembangunan sebuah terowongan jalan raya cepat (expressway). Di Tokyo, saat ini pembangunan jaringan jalan raya (expressway) sedang berlangsung. Rute sentral melingkar jalan raya cepat metropolitan, satu bagian jalan tersebut yang terletak sekitar 8 km dari pusat kota Tokyo adalah salah satu dari tiga rute jalan raya cepat melingkar yang saat ini sedang dibangun. Metode selubung terowongan digunakan untuk sebagian besar konstruksi bagian pertemuan jalan pada beberapa jalan raya cepat tersebut. b. Terowongan pembuangan dan pengelak banjir (Flood discharge and flood detention tunnel) Sebagai sarana untuk menjamin keamanaan dari hujan lebat dan banjir lokal di daerah perkotaan, banyak terowongan besar yang dirancang untuk mengatur atau mengendalikan banjir telah dibangun di bawah permukaan tanah. Untuk menahan tekanan air internal dengan lapisan primer saja, beberapa teknologi berkaitan dengan desain lapisan segmen secara rasional, kehalusan permukaan internal, kekedapan air pada sambungan-sambungan segmen dan sejenisnya untuk mengatasi kondisi yang sangat parah, seperti luasnya penampang terowongan, kedalaman bawah tanah, dan tekanan air yang tinggi telah dikembangkan dan diimplementasikan. 2
2. Lebih Panjang dan Lebih Cepat Pada kedalaman 57 m di bawah permukaan laut di teluk Tokyo, sebuah terowongan pipa gas sepanjang 18 km untuk pembangkit listrik dengan ukuran diameter dalam bersih 3,0m yang menghubungkan kedua pantai teluk yang berseberangan telah dibangun. Untuk membangun terowongan ini, sepanjang 9 km terowongan dibangun dari setiap sisi teluk dengan slurry shield tunneling method, dan kedua mesin selubung dipertemukan bawah tanah pada satu titik tengah. Dalam proyek konstruksi ini, berbagai variasi teknologi digunakan untuk memastikan pelaksanaan pekerjaan konstruksi dengan cepat untuk terowonganterowongan panjang saat menggunakan mesin-mesin selubung terowongan berdiameter kecil (small diameter shield tunneling machines). Perangkat-perangkat dan metode-metode digunakan untuk mencapai kemajuan rata-rata sepanjang lebih dari 500m perbulan termasuk bagian ruas-ruas segaris (segmental liners) dikembangkan selubung terowongan cepat (fast shield tunneling), metode pelaksanaan pemasangan ruas-ruas, dan penggalian terowongan, sistem penanganan material otomatis untuk memindahkan material dan peralatan dari luar poros ke bagian depan pendorong selubung terowongan, dan peralatan cadangan untuk digunakan apabila terjadi kerusakan. Mesin-mesin selubung terowongan masing-masing juga dilengkapi dengan perlengkapan khusus seperti dongkrak (jack) kecepatan tinggi, perlengkapan untuk mengatasi tingginya tekanan air, mata pahat pemotong berdaya tahan tinggi, dan alat pengganti mata pahat. 3
3. Penampang berbentuk bukan lingkaran (Non circular cross section) Pada daerah-daerah tertentu diperlukan terowongan dengan penampang berbentuk non circular seperti bentuk bujursangkar, persegi panjang atau berbentuk dua lingkaran yang sama (dobel) memungkinkan untuk mengurangi volume bahan galian, mengurangi biaya dan berkontribusi terhadap pelestarian lingkungan dengan mengurangi kuantitas konstruksi yang menghasilkan sampah. Bentuk penampang lingkaran ganda atau penampang tiga lingkaran dan bentuk-bentuk lain yang tidak umum, seperti pada stasiun kereta api di terowongan, atau dapat digunakan juga pada sebuah areal di mana pelaksanaan pekerjaan konstruksi menggali dan mengurug tidak dapat digunakan karena keterbatasan lahan diatas permukaan tanah. 4
4. Pencabangan, Penggabungan dan Perluasan (Branching, Joining and Enlarging) Secara umum terjadi percabangan dan perlu penggabungan dua selubung terowongan pada saluran penyediaan air (water supply) dan pembuangan air kotor (sewerage), terowongan utilitas, tenaga listrik, proyek pipa gas, dan lain sebagainya. Sebagai contoh, konstruksi terowongan jalan dengan penampang yang besar, kemungkinan memerlukan teknologi-teknologi khusus pada bagian percabangan atau penggabungan di bagian ramps atau di bagian interchanges, atau pada bagian konstruksi yang diperlukan pembesaran penampangnya untuk keperluan pembuatan area parkir darurat. 5
5. Peningkatan daya tahan (Enhanced durability of segmental lining) Berbagai variasi lapisan ruas/segmen, seperti yang cocok untuk konstruksi cepat, telah dikembangkan lapisan segmental dengan permukaan internal yang halus yang di rancang untuk menghilangkan penambahan lapisan sekunder. Ada peningkatan permintaan untuk penambahan lapisan segmental yang sangat tahan lama untuk digunakan dalam lingkungan yang ektrim seperti pada terowongan saluran pembuangan. Salah satu jenis lapisan segmen yang sangat tahan lama dibuat dengan cara melapisi lapisan segmen-segmen utama selubung terowongan dengan bahan resin sintetis yang sangat tahan lama. Dengan meningkatkan daya tahan lapisan utama, telah dimungkinkan untuk membangun sebuah selubung terowongan tanpa lapisan sekunder. Penggunaan resin sintetis untuk memperoleh permukaan internal halus juga memiliki pengaruh baik sehingga memungkinkan untuk membangun selubung terowongan yang memiliki kapasitas pembuangan sebanding dengan pipa PVC dan pipa FRPM. Penggunakan segmen-segmen yang telah dilapisi dengan resin sintetis ini meningkat. Coating ini diperluas penggunaannya pada berbagai kondisi lingkungan yang berbeda-beda termasuk juga dipergunakan sebagai lapisan internal, eksternal dan lapisan penuh baik internal maupun eksternal. (source: OCAJI, The Overseas Construction Association of Japan, Inc.) 6