TBM Pertama yang digunakan di Indonesia

Penggunaan mesin TBM untuk keperluan pembuatan jalur tunnel di Indonesia ternyata telah digunakan 20 tahun lalu. Proyek pertama menggunakannya adalah PLTA singkarak yang dibangun perkiraan tahun 1992. Panjang mesin TBM ini, termasuk jaringan pembuangan, 200 meter dengan lebar diameter sebesar 5.9 m. Mesin TBM didatangkan ke Pelabuhan Teluk bayur, Padang. Setelah proyek Singkarak selesai, mesin raksasa yang disewa itu kemudian dipulangkan. Mesin TBM akan berkerja dari titik kilometer 2 sampai 10. 

Hard Rock TBM dari The Robbins Company untuk PLTA Singkarak

Hard Rock-TBM 

Tunnelling Construction with Passive Face Support

source : http://www.babeng.com/company/history

Selanjutnya penggunaan TBM juga digunakan pada PLTA Renun - Sumatera Utara, dengan menggunakan diameter TBM sebesar 3.9 m. Dan pada september 2003, TBM berhasil melakukan Final Breakthrough.

source : https://www.n-koei.co.jp/rd/thesis/pdf/200712/forum16_016.pdf

Metode Konstruksi Struktur Stasiun Bawah Tanah

Selain struktur Tunnel, struktur stasiun bawah tanah ( Underground Station ) merupakan struktur utama didalam proyek MRT. Disini kita coba membahas tentang metode konstruksi pada struktur stasiun bawah tanah.

Pendahaluan

Secara umum, sebuah struktur dibangun dengan metode bottom-up (dari bawah ke atas), dimana pelaksaanan konstruksi dimulai dari lantai dasar (ground level) dan dilanjutkan ke elevasi yang lebih tinggi. Cara konvensional ini dinilai lebih mudah diterapkan dalam perencanaan desain dan konstruksi, tetapi untuk struktur bawah tanah dalam skala proyek besar bisa dinilai secara resiko akan menjadi  kendala dilapangan. Maka pada kasus seperti itu digunakanlah metode Top Down Construction.

Pelaksanaan Top Down Construction

Top Down Construction  merupakan salah satu metode pada pelaksanaan dimana awal mula konstruksi berada di elevasi yang lebih tinggi kemudian proses pembangunan dilanjutkan ke elevasi yang lebih rendah. Pada bangunan perkotaan, metode konstruksi ini secara umum digunakan pada bangunan basement, underpass dan stasiun bawah tanah. Secara harfiah, Top down construction digunakan pada proyek dengan galian dalam (deep excavation project). Berikut ini adalah contoh kasus pelaksanaan Top Down Construction untuk Stasiun Bawah Tanah.

Tahap Pelaksanaan Top Down Construction

1. Pemasangan Diaphragm Wall (D-Wall)

Tahapan pertama dalam metode Top-Down Construction adalah pembuatan diaphragm wall (Dinding Diafragma) pada bagian sisi terluar stasiun. Pada dasarnya Diaphragm Wall berfungsi sebagai dinding sementara untuk menahan tekanan tanah lateral pada proses penggalian dan disaat yang bersamaan akan menjadi dinding permanen struktur stasiun bawah tanah yang befungsi juga sebagai pendistribusian beban dalam sistem struktur.  Kedalaman Diaphragm Wall bergantung pada jumlah tingkat dan elevasi slab, hasil investigasi tanah dan ketinggian muka air tanah. 

Tahapan Instalasi Diaphragm Wall

Penggalian tanah pada konstruksi diaphragm wall menggunakan alat berat Crawler Crane yang dilengkapi dengan capit hidrolik (Hydraulic Clamshell). Penggalian dengan Crawler Crane  ini dilakukan hingga mencapai elevasi diaphragm wall yang telah ditetapkan dalam desain.

Alat Berat Crawler Crane

Video Pemasangan Diaphragm Wall

2.Pemasangan Struktur Kingpost

Struktur kingpost merupakan struktur sementara yang berfungsi sebagai penahan beban sementara struktur slab. Secara sederhana struktur ini berperan sebagai kolom yang menahan gaya axial dari beban slab dan tanah diatasnya. Pemasangan kingpost dilakukan dengan membenamkan kolom baja ke dalam bored pile.

Pemancangan Kingpost

3. Penggalian Tanah Tahap Pertama (First Stage Excavation)

Kemudian tanah digali hingga tepat berada dibawah roof slab (lantai atap stasiun). Pada fase ini Strut dan Waler dipasang untuk menopang diaphragm wall agar tidak terjadi defleksi sementara. Strut dan Waler merupakan komponen struktur sementara yang terdiri dari rangkaian baja dan berfungsi sebagai penopang D-wall. Dengan bantun strut & waller, D-wall dapat menahan lateral tanah pada proses penggalian dan juga mengurangi tingkat defleksi yang terjadi. 

Penggalian Tahap Awal

Strut dan Waler

4. Pembetonan Roof Slab

Setelah dilakukan penggalian tanah, langkah berikutnya adalah pengecoran beton bertulang untuk struktur roof slab. Pada pelaksanaan tidak semua area dilakukan pembetonan secara bersamaan, terdapat bagian area yang dibiarkan terbuka (opening). Karena pada bagian yang terbuka ini berfungsi nantinya sebagai akses equipment dan tanah yang telah digali.

5. Penggalian Lanjutan dan Pemasangan Slab 

Struktur slab pada Stasiun bawah tanah terdiri dari 3 elevasi yaitu Roof Slab, Concourse Slab dan Base Slab. Ketiganya memiliki fungsi sendiri diantaranya ; 

- Roof Slab berfungsi sebagai penutup atap stasiun sekaligus penopang beban diatasnya. 

- Concourse Slab merupakan akses pertama kali masuk ke stasiun bawah tanah dan juga tempat pembelian tiket. Tempat ini juga difungsikan sebagai area komersil

- Base Slab merupakan area tempat datangnya kereta. dan merupakan area dengan elevasi paling bawah. Tepat di atas Base Slab nantinya akan dibangun Platform Slab yang fungsinya sebagai tempat penumpang menunggu kereta datang.

Contoh Skema Pembagian Slab Stasiun

Setelah proses pelaksanaan Roof Slab selesai, Maka akan dilanjutkan kembali penggalian tanah ke level berikutnya yaitu Concourse Slab (2nd Stage Excavation), kemudian akan kembali dipasang strut. Proses konstruksi akan terus berlanjut hingga penggalian dan pemasangan Base Slab (Final Stage Excavation). Pekerjaan pelepasan kingpost, strut dan waler dilakukan setelah base slab selesai dikerjakan.

Penggalian dilanjutkan ke Concourse Slab dan Base Slab

Semua Struktur Slab telah dikerjakan  

6. Urugan Tanah Kembali dan Pemulihan Jalur diatasnya.

Setelah struktur bawah tanah selesai, tanah akan kembali diurug diatas menutup roof slab. Kemudian pemulihan kembali jalan berserta mediannya menjadi seperti semula.

Backfillling dan Pemulihan Jalan

--------------------------------------------------------------------------------------

Demikianlah metode Top Down Construction pada stasiun bawah tanah. Nah, bagaimana dengan Entrance (Jalur Masuk ke stasiun) ? Untuk Entrance Stasiun umumnya menggunakan metode Cut and Cover Construction. Dilain kesempatan akan dibahas mengenai metode ini.

Teori Zig Zag buatan Pak Habibie saat mengendalikan dollar

" ..Habibie's advocacy of a strange "zig-zag theory" of economics. He believed that cutting interest rates, then doubling them, then slashing them again, would reduce inflation. "(Time Magazine , June , 1998)

Tulisan di bawah ini adalah status Facebook Pak Jusman Syafii Djamal, kini komisaris utama PT Garuda Indonesia. - 

See more at: http://unilubis.com/2015/03/12/jusman-sd-rupiah-melemah-mengapa-kita-tertawa/#sthash.j2Pgv7cL.dpuf 

Tahun 1998 saya bekerja di IPTN. Tahun itu tahun yang amat sulit bagi perusahaan yang bergelut di proses pembuatan pesawat terbang. Kami menyebutnya sebagai tahun krisis. Ternyata kami tidak sendirian. Semua industri juga mengalami kesulitan. Orang menyebutnya sebagai tahun krisis ekonomi Asia. Sebabnya sepele semua ahli ekonomi menyebut Indonesia tahun 96,97 dan 98 adalah puncak pertumbuhan ekonomi. Tahun 95 kita sebagai bangsa baru saja melewati ulang tahun ke 50. Tahun emas kemerdekaan. Optimisme berkembang dimana-mana. Itu tahun 1995, tapi apa yang terjadi tiga tahun kemudian ??

Semua tak menyangka badai krisis akan menghantam semua optimisme. Tiga tahun kemudian di 98, Indonesia dilanda krisis. Awalnya sederhana nilai mata uang Bath di Thailand melemah terhadap dolar AS. Mata uang Bath turun secara drastis. Semua ekonom Indonesia bilang ah mengapa pusing yang lemah kan mata uang Bath, di Thailand. Ekonomi Indonesia tak mungkin terganggu. Potensi sumber daya alam banyak. Fondasi ekonomi kuat. Mengapa khawatir pada pelemahan nilai mata uang Bath. Apa yang terjadi di Thailand tidak mungkin merambat ke Indonesia. Kita punya benteng perekonomian kuat dan kokoh seperti Tembok China. Our line of defence sangat kuat. Dont worry be happy. Begitu kata semua orang pada Pak Harto yang saat itu sedang menjabat sebagai Presiden Republik Indonesia.

Ketika ekonomi Indonesia collaps dan hancur berkeping di tahun 1998, semua ahli ekonomi maju ke depan. Yang tadinya bilang fondasi ekonomi kuat pada dua tiga tahun sebelumnya kemudian tampil dengan pelbagai teori. Intinya semua berkata :”apa abang bilang, memang kita rapuh. Padahal sudah abang peringati, tak ada yang peduli”. Tahun 1998 adalah “nightmare” mimpi buruk bagi perekonomian Indonesia. Turunnya mata uang Bath, memiliki efek domino pada mata uang rupiah. Ternyata dibalik kekokohan fondasi ekonomi yang disebut oleh para ahli dan secara kasat mata terlhat kokoh dan kuat tersembunyi kelemahan.

Ada lima pelajaran yang saya tulis dalam catatan harian saya berkenan dengan krisis ekonomi tahun 98. Saya membuat catatan karena kebetulan, pada tahun 1996 Prof Dr. Ing BJ Habibie, boss saya memberikan tugas menarik pada saya. Suatu hari di jumat pagi ketika saya sedang sarapan pagi bersama isteri saya, mesin fax saya berbunyi tat tut tit. Tanda ada fax masuk tapi kertas habis. Kemudian saya mengganti kertas sebab sudah kebiasaan biasanya kalau mesin fax hidup di hari jumat pagi, pastilah ada hal penting dari Pak Habibie, yang harus dikerjakan. Sebab beliau tidak ingin saya hanyut dalam liburan sabtu dan minggu. Kalau fax-nya panjang, Pasti ada perintah Boss berkenaan dengan analisa data. Fax tanpa telpon, artinya Assignment tak biasa . 

Maklum di tahun 1996 saya baru ditunjuk menjadi Direktur Sistem Senjata dan Sistem Antariksa PT IPTN oleh Pak Habibie. 

Benar saja, tak lama kemudian setelah kertas baru diinstall, mesin faks bekerja tanpa henti. Lembar demi lembar mengalir keluar. Isinya pelbagai angka dan catatan tangan yang khas. Catatan Prof Habibie di lembar kertas faks itu. Saya tau itu adalah “assigment” , tugas lain saya bukan sebagai Direktur Sistem Senjata, melainkan tugas sebagai seorang asisten. Sebagai “computational aerodynamics yang berfungsi membuat pelbagai simulasi model matematika” jika diperlukan. Lama saya mempelajari apa yang diminta, Yang tertera diatas kertas hanya simbol lambd, alpha dan gama serta psi, istilah variabel matematik yang amat digemari Prof Habibie kalau beri assignment pada saya. 

Singkat cerita setelah itu selama lebih tiga bulan tanpa henti siang dan malam saya ternyata diminta oleh beliau membuat simulasi model matematika tentang kaitan suku bunga bank, inflasi, perubahan nilai tukar dalam perubahan tingkah laku kurva supply and demand dari dua jenis mekanisme pasar. Pasar terbuka dan pasar terkelola. Beliau memberi “pekerjaan rumah” untuk membuat simulasi model matematika dari kaitan antara fiskal and moneter dari lima negara Amerika, Jerman, Perancis, Jepang dan Indonesia. 

Saya bukan ahli ekonomi. Pelajaran ekonomi saya ketika di ITB hanya diberikan oleh Prof Suharsono Sagir , Pengantar Ilmu Ekonomi. Saya dididik selama 10,000 jam tanpa henti oleh assignment Pak Habibie menjadi ahli perancangan pesawat terbang dan “computational/mathetemtical modelling aerodynmaics”. Karenanya dengan assigment tidak biasa ini, setiap hari saya harus membaca buku untuk memahami apa yang disebut dengan M1,M2 apa yang disebut dengan velocities of moneys, flux of money. Sebab intrument equation saya adalah pesawat terbang.

Fenomena pasar terkelola yang cenderung selalu stabil didekati dengan equation stability pesawat terbang komersial angkut penumpang, Boeing atau Airbus, Sementara fenomena pasar bebas di mana krisis, business cycle , fluktuasi, chaos bisa terjadi di tempat yang tak terduga didekati melalui simulasi gerak “instability and maneuverability” pesawat tempur F16 dalam “multi equilibirium” keseimbangan yang bersifat sementara dan cenderung ringkih jika tidak ada maneuver(yang fly by wire, perubahan cepat dikelola dalam setiap perubahan tingkat stablititas) 

Awalnya karena saya tidak hini assigment apa, saya telah membuat semua data itu masuk ke dalam formula “systems dynamics” yang menggambarkan gerak tingkah laku pesawat terbang dalam pelbagai perubahan cuaca dan ketinggian terbang serta perubahan konfigurasi. Kita menyebutnya pendekatan “matriks koefisien pengaruh” dalam enam derajat kebebasan yang memperlakukan semua variabel, data dan angka tidak sebagai “just number” atau skala, melainkan sebagai suatu variabel yang dipengaruhi dan mempengaruhi variabel lainnya dalam perubahan ruang dan waktu. Tiap variabel menjadi vektor. Punya besar dan punya arah. Hasil kajian saya yang kemudian melahirkan dialog intens dengan Prof Habibie, melahirkan dokumen tebalnya 400 halaman. Semua berisi model matematika suku bunga, inflasi, dan nilai tukar dalam perubahan tingkah laku pasar. Prof Habibie kemudian menyebutnya sebagai Teori Zigzag dalam mengendalikan nilai tukar yang kemudian digunakan oleh beliau ketika menjadi Presiden ketiga ditengah krisis ekonomi tahun 98. Kalau kini saya teringat itu, kadangkala saya sering merasa sangat bersyukur mendapat kepercayaan Prof Habibie menjadi pengolah data dan pengembang model matematika selama hampir lebih sepuluh tahun sejak 1983 hingga 1996. 

Pengalaman itu yang menyebabkan kini saya sedikit merasa hawatir melihat pergerakan rupiah yang terus melemah. Apalagi saya semakin lebih khawatir ketika semua Pemimpin penentu arah kebijakan ekonomi baik pengelola fiskal maupun pengelola moneter yang terlihat masih terus tertawa dan menyatakan “tidak apa apa, tidak apa”, Kita aman. Malah ada yang mengatakan kalau nilai rupiah terus merosot malah kita untung. Cadangan devisa meningkat, dan ekspor akan terus melaju “current account defisit” akan menyempit karena devisa masuk. Tahun 98 tidak sama dengan tahun 2015. Jangan hawatir. Kita telah banyak belajar dari tahun 98 dan dunia telah jauh berubah dibanding tahun 98. Krisis ekonomi adalah masa lalu dan dimasa kini Insya Allah krisis ekonomi tidak bakal dan tidak akan terjadi. 

Sebuah optimisme yang bikin kita lega. Akan tetapi apakah benar demikian ? 

Tahun 2015 adalah tahun pertama dari Pemerintahan Jokowi JK. Pada tahun ini terjadi suatu gejala ekonomi yang tidak pernah terjadi sebelumnya. Harga minyak dunia turun drastis. Tiba-tiba persoalan beban subsidi dalam APBN hilang lenyap begitu saja. Berganti optimisme ada anggaran tersedia untuk membangun infrastruktur. Sebab subdidi BBM kini sudah dialihkan. Ini berkah. Akan tetapi muncul tekanan pertama secara perlahan tapi pasti nilai tukar rupiah terhadap dollar turun. 

Hari kemarin menyentuh angka terendah sejak krisis ekonomi 98 yakni menyentuh pada angka Rp 13.000 rupiah. Angka yang melebihi asumsi APBN 12500. Perbedaan 500 rupiah per dolar yang tidak menghawatirkan kata pengelola Fiskal dan Moneter. Asumsi APBN berubah, kita masih tenang tenang. Alarm atau Early Warning Systems kita menyatakan aman. Bahkan ada yang berteori bahwa menurun hingga 15000 seperti tahun 1998 pun mungkin kita tidak apa apa. Ada Negara yang punya fenomena begitu Turki begitu argumennya. Menarik untuk disimak.

Bagi pelaku industri perubahan nilai tukar rupiah terhadap dolar merupakan sesuatu yang sangat ditakutkan. Kenapa? 

Pertama, ia melahirkan ketidak pastian Top Line and Bottom Line akhir tahun. Revenue dan Profit menjadi sukar diprediksi. Sebab harga jual produk dipasar juga mengikutinya. Apalagi jika penurunan nilai tukar itu berfluktuasi sepanjang waktu. Harga produk di pasar akan mengalami “ajustment” sebab produk sejenis di pasar akan mengalami pasang surut. Terutama bagi industri otomotif dan elektronik. 

Kedua, industri yang sedang melakukan proses modernisasi barang modal juga akan ketar-ketir. Barang modal berupa mesin dan alat peralatan utama pada umumnya adalah barang impor. Untuk membeli barang modal biasanya industriawan melakukan proses penyicilan. Hutang dibuat tahun 2012 dan 2013 ketika ekonomi membaik dan optimisme hadir. Pada saat hutang dibuat nilai dolar terhadap rupiah masih dalam kisaran Rp 9000, kini ketika hutang jatuh tempo terjadi nilai rupiah merosot ke angka Rp 13.000. Ada perbedaan Rp 4.000 rupiah. Hampir 50 % dalam tiga tahun. Itu berarti jika ada utang 1 juta dolar tahun 2013, utang itu bernilai Rp 9 Miliar . Kini utang itu menjadi Rp 13 Miliar. Tanpa ada problem kinerja perusahaan, utang meningkat hampir 50 %. Bayangkan jika ada perusahaan baik swasta maupun BUMN yang uutang ketika dolar bernilai Rp 9. 000 sebesar US 100 Juta dolar, yang berarti Rp 900 Miliar??? Pastilah kini ia harus merogoh kocek lebih dalam dengan nilai tukar dolar AS berharga Rp 13. 000, artinya ada tambahan utang Rp 400 Miliar. Mesin yang dibelinya jadi lebih mahal 50 %. Apalagi jika pajak dihitung dalam dolar AS. Ampun dah kata dirutnya. 

Ditengah perubahan nilai tukar terhadap dolar berarti industri harus melakukan proses penyesuaian. Kurva penurunan nilai rupiah terhadap dolar harus dicermati setiap detik dan setiap hari. Sebab dampak terhadap peningkatan biaya operasi akan merangkah sepanjang waktu tanpa terasa. Diperlukan langkah sistematis dan berkesinambungan untuk proses efisiensi dan penurunan biaya operasi. Penurunan biaya ini kadangkala menyebabkan kekuatan penetrasi produk menyempit dan pada gilirannya profit mengkerut dan makin lama makin mengecil. Perusahaan yang tadinya tumbuh kini sedikit oleng. Seperti pesawat menghadapi cuaca buruk, ada goncangan yang tidak nyaman. 

Ketiga, tagihan vendor luar negeri meningkat. Industri masa kini adalah industri global. Tidak mungkin ada industri manufaktur produk semua bahan mentah atau produk setengah jadi berasal dari Indonesia. Tidak mungkin industri Otomotif atau Industri Elektronik atau Industri Pesawat Terbang ataupun Tekstil bahan bakunya tidak ada yang diimpor. Kecil atau besar pastilah ada yang diimpor. Dari 3000 komponen mobil untuk melahirkan sebuah mobil paling tidak ada 1500 komponen yang diimpor. Impor berarti mengganti rupiah terhadap dolar. Nilai barang menjadi lebih mahal.Biaya produksi meningkat, daya kompetisi mengecil. Dengan kata lain setiap kenaikan harga dolar AS seribu rupiah yang disebut oleh Gubernur Bank Indonesia tidak mempunyai pengaruh, besar dampaknya bagi kekuatan industri dalam negeri yang strukturnya masih tergantung pada komponen impor. Dunia yang global ini menyebabkan Indonesia tidak dapat melepaskan diri dari pengaruh nilai tukar terhadap kekuatan industri dalam negeri. 

Rumus :”Hope for the best prepare for the worst” menurut hemat saya perlu tetap dipegang. Lihat data dan fakta sebagaimana adanya. Analisa setiap perubahan angka rupiah terhadap dolar betatapun kecilnya. Sebab angka itu bukan sekedar angka statistik. Melainkan hasil interaksi pelbagai kekuatan pasar yang sedang bekerja. Kita berada dalam sistem yang memiliki kompleksitas. Krisis ekonomi bisa menyergap tanpa diundang, ketika semua orang tertawa lebar. Itu pelajaran economy crises tahun 1998, yang Insya Allah tidak akan terjadi. Mohon maaf jika keliru. Salam - 

---------------------------------------------------------

Penerapan analitis teknikal dalam ekonomi, dimana variabel awal yang digunakan bisa lebih kompleks karena hubunganya dengan psikologi pasar yang berubah-ubah. 

Perkembangan Teknologi Shield Tunneling (bag. 2)

melanjutkan post sebelumnya mengenai perkembangan metode Shield Tunneling karena masih ada beberapa metode khusus mengenai Shield Machine yang belum saya paparkan. Berikut lanjutan pemaparan :

----------------------------------------

5.  DOT Tunneling Method

Pada umumnya DOT Tunneling method memiliki kesamaaan dengan Multi-Circular Face Method, hanya yang berbeda pada sistem Cutterhead-nya. Mekanisme yang diterapkan pada DOT Tunneling Methode adalah dimana Shield Machine dengan Cutterhead berbentuk jari-jari (jeruji) yang diposisikan pada bidang yang sama untuk potongan ganda.  Cutterhead disinkronisasikan bergerak berlawanan arah agar tidak saling berbenturan.

Hirosima Astram Line (Jalur Sistem Trasnportasi)

Penampang : Lebar 10.69 dan Tinggi 6.09

Konstruksi Fase 3 - Saluran Air Kotor Utama No.2 di kota Narashino 

Penamapang : Lebar 7.65m dan Tinggi 4.45 m

Konstruksi dari Chayagasaka Jalur Bawah Tanah Nagoya No.4

Penampang :  Lebar 11.12 m dan tinggi 6.52

6. Horizontal & Vertical variation Shield-Method

Mekanisme saat Tunnel Driving (Proses Pembuatan Tunnel):
- Cross Articulation System
Sistem ini menyambungkan dua buah badan depan TBM dengan arah saling berkebalikan dan membuat bagian badan mesin bergerak maju dengan arah yang berbeda. Sistem ini memungkinkan Shield Machine menghasilkan gaya secara berputar dan bergerak secara spiral.

Cross Articulation System

- Segmen Terintegrasi (Integrated Segment)

Tunnel berbentuk spiral dapat dilaksanakan dengan menggunakan integrated segment pada penampang dimana dua buah tunnel digabungkan dan memuntir. Segmen untuk Tunnel tunggal biasa juga dapat digunakan untuk pelaksanaan tunnel terpisah.

Integrated Segment

Karakteristik :
1. Penampang potongan dapat diubah secara berkelanjutan dari arah horizontal ke arah vertikal dengan bentuk lingkaran ganda (Multi-Circular). 
Cross Articulation System memungkinkan untuk mengontrol secara bebas pada pengendalian mesin dan arah orientasinya, dan secara berkelanjutan dapat merubah arah alignment penampang dari horizontal ke arah vertikal.

Perubahan Alignment dari Vertikal ke Horizontal

2. Tunnel terpisah dapat dilaksanakan tanpa mememerlukan Vertical Shaft
Pemisahan Shield Machine dapat dilaksanakan didalam tanah sehinga memungkinkan untuk melaksanakan kontruksi tunnel terpisah tanpa memerlukan mid-tunnel vertical shaft.

Pemisahan Shield Machine 

3. Periode pelaksanaan yang pendek.
Pelaksanaan secara simultan untuk tunnel ganda dan mengeliminasi pembuatan mid-tunnel vertical shaft untuk pekerjaan pemisahan tunnel sehingga memungkinkan periode pelaksanaan yang lebih pendek.

Konstruksi Saluran Utama Minami-dai 

Diameter dari Shield Machine untuk pelaksanaan secara Vertikal dengan Tunnel terpisah

Upper Shield : 3.29 m

Lower Shield : 2.89

Tipe : Slurry

Panjang : 154 m

Konstruksi Pekerjaan Stasiun Roppongi pada jalur bawahtanah Loop No.12

Diameter dari 4 buah Shield Machine

Main Shield : 6.56 m (Kiri dan Kanan)

Sub-Shield : 1.72 m(Atas dan Bawah)

Tipe : Slurry

Panjang : 118 m x 2 Tunnel

7. Wagging Cutter Shield Tunneling Method

Mekanisme penggalian :
1. Penampang Potongan yang Fleksibel
Tunnel dengan berbagai penampang dapat dilaksanakan dalam konstruksi.

2. Compact Shield Tunneling Machine
Tunnel berbentuk persegi dapat dilaksanakn dengan menggunakan mekanisme penggalian yang sederhana. Berat dan panjang dari Shield Machine dan biaya dapat dikurangi dengan menggunakan hydraulic jack.

3. Lapisan Struktur pada Tunnel Persegi
Lapisan dari Shield Tunnel persegi memiliki lapisan struktur yang efektif. Pada bagian terluar tunnel dipasang struktur komposit baja beton terdiri dari cangkang baja yang berfungsi sebagai bagian penahan tarik. Dan pada dalamnya berupa struktur beton bertulang.
Penggunaan cangkang baja tidak hanya digunakan sebagai temporary lining saat pekerjaan sementara tetapi juga dapat digunakan sebagai struktur tunnel utama hingga penyelesaian proses pembuatan tunnel lining, dan hal tersebut dapat memberi keuntungan dalam pengurangan biaya konstruksi.

Karakteristik :
1. Cutter Wagging System
Cutters (pemotong) dapat memanjang dan memendek layaknya piston karena digerakan oleh hydraulic jack. Oleh karena itu, mekanisme struktur sangat sederhana sehingga berat dan panjang dari mesin dapat dikurangi.

2. Overcutters
Rotasi pemotong dan proses pemanjangan dan pemendekan dari overcutters diatur secara otomatis sehingga dapat memungkinkan untuk melakukan penggalian pada bagian ujung dari cutting face (area penampang pemotongan).

3. Spike Bits
Long-Stroke cutters diperlukan pada metode Wagging Cutter berbentuk non-circular karena harus memiliki durabilitas dan reliabilitas tinggi dibandingkan dengan pemotong biasa pada umumnya. Pengembangan baru dari spike-bits (mata bor/gurdi) dengan performa tinggi adalah kemampuannya untuk melakukan penetrasi dan memotong tanah saat overcutter memanjang atau memendek (atau sebelum dan sesudah cutterhead bergerak secara mengibas)

Spike Bits

Konstruksi dari Tozai Line - Kyoto Rapid Transit

Penampang : Lebar 9.9 m dan 6.5 Tinggi

Metode : Earth Pressure Balance Shield Method

Panjang Konstruksi : 120 m

Konstruksi dari Jalan Kiramedikori, Jalan Bawah Tanah

Penampang : Lebar 7.81 m dan Tinggi 4.98 m

Metode : Earth Pressure Balance Shield Method

----------------------------------------------------------

Sekian pemaparan-nya, walau sebenernya masih banyak lagi metode-metode dari Shield Tunneling  belum saya jabarkan seperti :
- DK Shield Method
- Rheological Foam Shield Tunneling Method
- Extruded Concrete Lining Method
- Mechanical Shield Docking Method
- Chemical Plug Shield Method
- P&PC Segment Lining Method

untuk metode diatas jika ingin kalian pelajari silahkan ke link berikut :
http://www.shield-method.gr.jp/eng/index2.htm

Selain itu ada juga spesial teknologi dari perusahaan Jepang Shimizu dan Obayashi, antara lain :
- F-Navi Method
   untuk tingkat konstruksi dengan pengerjaan secara cepat (Rapid Construnction)
- Shimizu MSD Method (Mechanical Shield Docking Method)
   untuk menghubungkan (mempertemukan) dua buah tunnel secara simultan tanpa memerlukan ground freezing.
- Shimizu T-BOSS Method
Menghubungkan dua buah tunnel dengan koneksi berbentun huruf "T"
- Shimizu SR-J, ES-J Seg-Jet Method
Untuk menghubungkan tunnel dengan koneksi berbentuk huruf "Y".
- Obayashi URUP  Method
Untuk melakukan konstruksi tunnel tanpa perlu menggunakan Launching Shaft sehingga dapat menghemat waktu dan biaya.

Perkembangan Teknologi Shield Tunneling (bag. 1)

Jepang melakukan berbagai inovasi di metode Shield Tunneling sejak lama dan terus berlanjut hingga sekarang. Tidak dipungkiri lagi bahkan dalam desain Tunnel yang dikeluarkan ITA (International Tunneling Association) berkiblat kepada standar Jepang - JSCE : Japanese Standard for Shield Tunneling untuk perhitungan gaya dalam elastic equation pada Segmen Tunnel.  

Berikut hasil pemaparan dari perkembangan Shield Tunneling (bag. 1) dan beberapa metode khususnya :

-------------------------------------

Perkembangan Shield Tunneling di Jepang

Terowongan pertama yang dibangun di Jepang dengan menggunakan metode perisai pelindung (Shield Tunneling) adalah terowongan Oriwatari (1438 m) pada jalur Uetsu dimana Shield-Machine (sebutan lain TBM) dengan ukuran 7.4 m digunakan dalam konstruksi. Akan tetapi, Shield-Machine tersebut sulit untuk dikendalikan dan hanya mencapai penggalian sepanjang 184 m selama konstruksi. Shield Tunneling di Jepang juga dilakukan pada proyek terowongan Tanna dan juga konstruksi terowongan Kanmon (7.2 diameter).

Metode perisai pelindung pertama di Jepang - Shield Machine Terowongan Oriwatari 

Terowongan Kanmon digali dengan menggunakan Shield-Machine 7.2m

Di Jepang, Penggunaan metode konvesional dengan tipe terbuka digunakan pada Kakuozan Subway, Nagoya pada tahun 1960 dan Saluran air di Tokyo pada Tahun 1962. Pada titik ini, Jepang mengalami ketertinggalan dalam pengembangan dan inovasi teknologi Shield Tunneling. Bagaimanapun juga, dengan meningkatnya permintaan dan kebutuhan yang mendesak pada konstruksi terowongan, penelitian mengenai pengembangan metode Shield Tunneling menjadi lebih aktif. Pada tahun 1963, sebuah mesin perisai (Mechnical Shield) digunakan pada konstruksi saluran air di Oyada, Osaka. Di tahun 1964, sistem slurry digunakan untuk menstabilkan tekanan permukaan terowongan, juga penggalian dengan dongkrak (pipejack) digunakan.

Metode Spesial Shield Machine

1.  Multi-Circular Face (MCF) Shield Method

Konstruksi Shield-Tunnel lebih stabil untuk terowongan jalur tunggal paralel dibandingkan terowongan jalur ganda, akan tetapi hal ini membutuhkan area yang lebih luas. Multi-face shield dengan menggabungkan dua buah mesin bor dikembangkan pada tahun 1988 dan digunakan untuk menggali sepanjang 623 m pada terowongan Kyobashi, Jalur Keiyo.

Multi-face Shield Machine (1998) - Tabung-O-Ganda (Double-O-Tube) shield machine dikembangkan untuk konstruksi terowongan jalur ganda dengan area potongan yang lebih kecil.

Metode MCF shield menempatkan CutterHeads (Cakram Pemotong) yang saling overlapping pada Shield Machine dengan titik longitudinal yang berbeda. Hal ini membuat mesin mampu menggali terowongan dengan lebar potongan yang lebih panjang pada arah horizontal (atau dengan tinggi potongan yang lebih pendek untuk arah vertikal).

Terowongan dengan menggunakan Multi-Face Shield Machine

Dengan menyambungkan dua atau tiga bagian lingkaran atau penampang yang dipasang secara vertikal maupun horizontal, bisa menawarkan terowongan dengan beragam penampang dibandingkan hanya sebuah lingkaran. Hal ini memungkinkan dilakukan konstruksi secara simultan untuk dua buah terowongan dengan memanfaatkan lahan yang sempit.  Bahkan untuk kasus untuk area vertikal terbatas karena terdapat bangunan existing, metode MCF potongan koneksi horizontal bisa diadopsi untuk penggalian.

Perbandingan terowongan sistem MFC dengan konvensional

2.  Enlargement Shield Tunneling Method

Metode ini dimulai dengan memperbesar perisai (Shield) dari penentuan titik awal pada jalur terowongan dan menggali secara longitudinal untuk memperbesar penampang dari terowongan. Penampang bisa diperbesar sesuai dengan panjang yang dinginkan terhadap area yang digunakan.

Enlargement Shield Machine tipe Slurry

Berikut adalah mekanisme metode dari Enlargement Shield Tunneling :

1. Penggalian oleh Shield Machine melingkar - Circumferential Shield Machine. 

    (Pembangunan dasar untuk memulai Enlargement Shield Machine)

 2. Pemasangan Enlargement Shield Machine

2. Pemasangan Enlargement Shield Machine

 3. Pemasangan Segment oleh Enlargement Shield Machine

3.  Rotating Shield Method

Metode pembuatan terowongan segala arah yang dapat meningkatkan efisiensi dalam konstruksi. Karakteristik dari metode ini adalah :

- Menggunakan vertical shaft yang rapat (lubang vertikal sebagai area tempat TBM pertama kali dioperasikan) 

- Akselarasi pada penggerak

- Lebih ekonomis untuk kedalaman besar

- Memiliki keamanan yang baik untuk kedalaman besar

Konstruksi saluran air kotor Bandai - Hannan 

(Vertical-to-Horizontal Shield Machine)

Shield Diameter 

Vertical diameter : 5.90 m

Horizontal diameter : 4.20 m

Type : Slurry shield (Vertical) - Earth Pressure Balance (Horizontal)

Konstruksi Saluran air kotor Shimoji

(Horizontal-to-Horizontal Shield Machine)

Shield Diameter 

Vertical diameter : 3.93 m

Horizontal diameter : 2.680 m

Type : Slurry shield

Mekanisme pengerjaan terowongan :

Vertical-to-Horizontal Shield Machine : Penggalian dengan menggunakan Shield machine tunggal yang dimulai dari Vertical Shaft pada permukaan tanah  kemudian hingga mencapai bagian kedalaman  akses horizontal.

Horizontal-to-Horizontal Shield Machine : Mesin ini sangat efektif untuk area bawah tanah tepat dibawah jalur persimpangan yang padat .

4.  DPLEX Shield Method

Metode DPLEX dikembangkan di Jepang pata tahun 1990 dan metode ini memungkinkan untuk menggali terowongan dengan berbagai bentuk. Metode ini menggunakan rangka pemotong (cutter frame), dimana di support secara eksentris dengan beberapa poros engkol (multiple crank shaft). Dengan memutar poros pada arah yang sama, Cutter Frame  berputar secara paralel dan memotong penampang galian yang mirip dengan bentuk Cutter Frame itu sendiri.

Skema Mekanisme DPLEX Shield Method

Kelebihan secara teknis : 

- Bentuk potongan yang fleksibel

- Torsi pemotong yang kecil dan menggunakan energy sedikit

- Untuk penggalian jarak panjang tidak memerlukan penggantian 

- Mudah memasukan cairan kimia dari dalam mesin untuk stabilisasi tanah 

- Mudah dalam transportasi, perakitan dan pembongkaran mesin

Fase -18 Konstruksi Saluran Air Kotor Utama No.2 di Narashino City

(Penampang : Lebar 4.38 m dan tinggi 3.98 m)

Re-Konstruksi di Saluran Air Kotor Minamisuna 1 dan  Kitasuna 1, Tokyo

(Diameter : 3.48 m)

Konstruksi di Honjo, Teito Rapid Transit - Jalur Kereta Bawah Tanah No. 11 Tokyo

(Diameter : 9.6 m)

---------------------------------------------

Sebenernya masih banyak metode yang belum gwa paparkan disini, dilain kesempatan gwa akan menjelaskan metode lainnya seperti DOT Tunneling Method, Horizontal & Vetical variation Shield-Method, dan Wagging Cutter Shield Tunneling Method.

Selain itu gwa bakal memberikan informasi penggunaan TBM di Indonesia yang sebenernya sudah digunakan 20 tahun lalu. 

Sejarah Awal Dibalik Konsep Tunnel Boring Machine

Mungkin kita berdecak kagum ketika melihat proses pembuatan Terowongan dengan menggunakan Tunnel Boring Machine, sebuah mesin bor besar berbentuk silinder dengan cutterhead diujungnya yang berfungsi menggerus tanah yang ada didepannya.

Gambar 1 . Modern Tunnel Boring Machine

Tapi tahu gak sebenernya metode pembuatan terowongan dengan konsep TBM ini awal mulanya sudah ditemukan 200 tahun lalu dan ide awal ditemukan metode ini sangat sederhana. Nah berikut gwa mencoba paparkan sejarah awal mula Shield Tunneling.

--------------------

Sejarah Awal Dibalik Konsep Tunnel Boring Machine

Shield Tunneling merupakan pengembangan metode dari penggalian terowongan pada tanah lunak yang terletak di bawah sungai. Konsep ini pada mulanya ditemukan oleh Mark Brunel. Mark Brunel adalah seorang engineer berkebangsaan Prancis yang menetap di Inggris dan dengan cepat dia berhasil membuat dirinya menjadi salah satu insinyur yang menonjol di Inggris.  Mark Brunnel menemukan ide konsep Shield Tunneling ketika dia melihat sebuah lubang yang dibuat oleh cacing kayu (shipworm). 

Gambar 1 . Teredo Navalis - Cacing Kayu

Pada tahun 1818, Brunel dianugerahi paten dari hasil temuannya tersebut dan penerapan metode konstruksinya dilakukan pada terowongan Thames di London pada tahun 1825. Konsep dasar yang dia terapkan adalah pemasangan sebuah rigid frame (shield) yang menembus tanah lunak dengan bantuan dongrak pendorong. Rigid frame berfungsi sebagai pelindung dari tanah agar tidak runtuh. Pelindung ini memiliki bentuk persegi dengan bahan terbuat dari baja. Dengan mengulang proses jacking kemudian membangun struktur penyokong, maka penggalian dapat diteruskan. Terowongan Thames memiliki panjang 396 m dan  menghubungkan Rotherhithe dan Wapping.

Gambar 2 . Marc Brunel's Thames Tunnel Shield

Konsep Shield Tunneling ini kemudian di desain ulang oleh  Peter W. Barlow dan dikembangkan oleh muridnya James Henry Greathead, dimana dia membuat metode shield tunneling berbentuk lingkaran pada pembuatan Tower Subway pada tahun 1869. Penggunaan segment baja, pengurukan, dan penyuntikan digunakan oleh Greathead  dalam pekerjaannya. Metode ini yang menjadikan prototipe dari metode pelindung yang kita gunakan sekarang. Penggunaan tekanan udara juga dipelajari pada pekerjaan Terowongan Woolwich yang terletak dibawah sungai Thames tahun 1876. Walaupun metode ini tidak digunakan sepenuhnya hingga akhir pekerjaan. Greathead juga menyusun rencana untuk menggunakan air dalam penggalian tanah dan stabilisasi pada muka terowongan.

Gambar 3 . James Henry Greathead Shield

Sistem ini juga digunakan oleh Greathead pada pembuatan terowongan Waterloo dan City Railway yang dibuka pada tahun 1898. Hingga hari ini metode pelindung terowongan (Shield Tunneling) masih mengadopsi metode dari Greathead.

Gambar 4. Shield Tunneling Waterlooo & City Railway

----------------------

Itulah sejarah awal mula konsep dari Shield Tunneling, di lain waktu gwa akan menjelaskan pengembangan dan inovasi dari metode Shield Tunneling yang dilakukan oleh negara Jepang.