tunnel boring machine

7/17/2019 Tunnel Boring Machine

http://slidepdf.com/reader/full/tunnel-boring-machine-568d3c9acaec0 1/18

TUGAS MID TEST PERALATAN DAN PENGANGKUTAN

TAMBANG BAWAH TANAH

TUNNEL BORING MACHINE (TBM)

OLEH :

RONY PANJAITAN

NIM : DBD 112 172

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS PALANGKA RAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN/PRODI TEKNIK PERTAMBANGAN2015



A. Pengertian Tunnel Boring Machine (TBM)

Tunnel boring machine (TBM) adalah alat penggali terowongan. Karena bentuk mesinyang menyerupai silinder, permuka terowongan yang terbentuk jadi seperti

lingkaran.TBM dapat digunakan pada batuan lunak hingga batuan keras. Diamater alat

ini bervariasi mulai dari 1 meter hingga 19 meter.

TBM dilengkapi dengan mata bor yang tersebar di permukaan kepala bor. Kepala bor

yang berbentuk silinder ini kemudian berputar dan menggerus batuan. Begitu seterusnya

sambil TBM bergerak maju. TBM digunakan sebagai alternatif metode drilling and blasting (D&B). Drilling and blasting merupakan metode konvensional untuk membuat

terowongan yang terdiri dari beberapa tahap dengan drilling (membor) dan blasting

(meledakkan) sebagai dua tahap paling utama.

http://2.bp.blogspot.com/-n5Hg6D0HBtU/TYIPD_g-tAI/AAAAAAAAAOk/Ny5q4tN7WYI/s1600/Tunner+Boring.jpg



TBM terutama digunakan untuk keperluan konstruksi sipil (terowongan kereta api,

terowongan bawah laut) dan tambang bawah tanah. Terowongan yang digali dengan

TBM akan langsung memiliki permukaan rata hingga tidak lagi diperlukan pekerjaanfinishing. Kekurangan terbesar TBM ada di biaya kapital (capital cost). Harga TBM

ukuran besar jelas sangat mahal, belum lagi kendala transportasi dan infrastruktur

penunjang yang perlu pula disiapkan di lapangan.

Sejarah TBM bermula pada 1825, setelah versi awal mesin ini sukses menggali

terowongan Thames di Inggris. Tentu saja pada waktu itu mesin ini masih sederhana.

Setelah terowongan digali, proses finishing masih perlu dilakukan.

Sedang TBM terbesar dibuat oleh Herrenknecht AG of Schwanau, perusahaan asal

Jerman. Mesin ini memiliki diameter 19 meter, digunakan untuk menggali terowonganGotthard Base sepanjang 57 km.

B.

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pemilihan Metode Tunneling

1. Kondisi Tanah, ini merupakan factor utama yang tidak hanya mempengaruhi metode

yang dipilih tetapi juga menjadi pembatas utama bagi metode-metode tertentu.(a) Tanah Lunak: clay, gravel, sand, weathered rock

(b) Batu: batu dengan rentang kekuatan dari yang relative lunak seperti batuan sediment

dengan UCS (unconfined compression strength) 10-40 MPa sampai dengan batuan

igneous kuat dengan UCS 150-300 MPa.(c) Mixed face: tunneling pada lapisan bedrock sering menghadapi bagian atas tunnel

face berupa tanah atau heavily weathered rock sementara bagian bawah berupa batu.

2. Ukuran Tunnel, microtunnel dengan diameter kurang dari 0,9 m sampai dengan full

face TBM (tunnel boring machine) dengan diameter sampai atau lebih dari 12 msemuanya membutuhkan perhatian dan penyelidikan yang komprehensif terhadap

kondisi tanah. Meningkatnya diameter tunnel menyebabkan perubahan yang signifikan

terhadap problem-probem khusus dalam tunneling.

3. Aspek Lingkungan, pengoperaisan peledakan maupun drill mungkin tidak dapat

dilakukan didaerah perkotaan, perubahan muka air tanah dan perubahan pola drainase

akibat aktivitas pekerjaan tunneling dapat mempengaruhi permukaan tanah.



4. Variabel Lokal, ketersediaan tenaga kerja yang menguasai tunneling, lokasi phisik

lapangan, kondisi infrastruktur setempat adalah factor-faktor yang juga turut

mempangaruhi pemelihan metode

Metode tunneling yang menggunakan alat Tunnel Boring Machine (TBM) yang

disesuaikan dengan kondisi tanah yaitu :

a. Tunnel Boring Machine untuk tanah Lunak

1. Open Shield

Struktur dasar dari open shield terdiri dari tiga bagian yaitu, shield body, shieldtail, dan cutting edge. Bentuk shield dibuat sama dengan dengan bentuk

potongan tunnel, meskipun dimensinya agak sedikit lebih besar dari yang

terakhir. Bentuk paling umum tunnel yang dibuat dengan TBM adalah sirkular,

sehingga menyebabkan adanya tendensi rolling ketika maju.Shield body. Bagian ini berupa shell baja yang diperkuat dengan rib dan bracing.

Di bagian ini ditempatkan beberapa peralatan seperti hydraulic rams dan peralatan pompa hidrolik untuk mendorong shield maju ke depan. Panjangtipikal dari shield body ini sekitar 2 m, tergantung dari ukuran diameter galian.

Shield tail. Bagian ini terletak di belakang shield body, dan berfungsi sebagai

penyedia ruangan untuk lining segments (precast lining) yang akan dipasangselama proses pemasangan lining berlangsung. Lebar tail umumnya sekitar satu

setengah kali lebar unit lining. Biasanya antara lining dan tail terdapat celah

sebesar 25 mm untuk melakukan koreksi alinemen.Cutting edge. Shield bagian ini merupakan ujung terdepan yang membutuhkan

perkuatan dengan plat baja. Seringkali bagian ini juga dilapis dengan material

abrasion-resistant ketika menghadapi tanah keras.

Compressed-air sering digunakan ketika tunneling dilakukan di bawah muka airtanah di tanah pasir, disamping cara lain seperti menurunkan muka air tanah,

grouting, dan freezing. Kebutuhan seperti ini menyebabkan dibuatnya alat TBM

yang mampu melakukan tunneling untuk tanah non-cohesive baik di atas

maupun di bawah m.a.t tanpa membutuhkan compressed air, yaitu denganmenggunakan bentonite shield.

2. Slurry Shield Prinsip dasar dari metode operasi slurry shield adalah dengan meng-injeksikan

slurry mixture bertekanan kedalam ruang yang menutupi working face.

Akibatnya, tanah yang berada di depan tunnel face terpenetrasi dengan slurry

dan menjadi cukup padat (efek filter cake) sehingga dapat dipotong oleh cutterhead. Potongan material akan terkumpul di bagian bawah yang kemudian

dipompa keluar. Bentonite akan dimasukkan kembali ke bagian face setelah

dipisahkan dari partikel-partikel tanah.

3. Earth Pressure Balance (EPB) Shield

Shield bentuk ini digunakan pada tanah lunak di bawah m.a.t tanpamenggunakan slurry. Sebuah cutter head yang berputar dan dilengkapi dengan



drag pick membentuk bagian depan dari shield machine tipe ini. Material yang

telah digali akan terkumpul dalam ruang khusus di belakang cutter head dan

membentuk sebuah plug yang memberikan daya dukung ke bagian face danmengontrol pengaruh air tanah terhadap stabilitas tunnel face.

Debris yang terkompresi dikeluarkan menggunakan screw conveyor dan

dimasukkan ke dalam system pembuangan. Dengan pengoperasian yang tidakmembutuhkan slurry maupun air, maka pembuangan debris dapat dilakukandengan mudah dan relative bersih.

b. Tunnel Boring Machine untuk Hard Rock

Prinsip dasar operasi penggalian dengan TBM adalah penggunaan cutting head

yang dilengkapi dengan cutters yang sesuai di bagian tunnel face. Cutting head

diputar dengan kecepatan konstan dan dorongan ke tunnel face yang dilakukanoleh system pendorong hidrolik yang dijangkarkan ke sisi-sisi tunnel dengan

hydraulic rams.

Cutters Bagian terpenting yang berfungsi untuk memotong tanah atau batu yang

ditempatkan pada bagian cutting head adalah cutters. Berbagai tipe cutters

digunakan dan dipilih sesuai dengan kondisi tanah setempat. Beberapa macamcutters beserta fungsinya, yaitu:

1. Drag cutters (picks)

Digunakan untuk tunneling di tanah lunak, tersedia dalam berbagai ukuran dan bentuk. Cara kerjanya adalah dengan memotong dalam gumpalan besar tanah

sehingga memungkinkan penggalian tanah lunak dan plastis dilakukan secara

efisien. Untuk penggalian batu drag cutter akan mudah aus bahkan rusak jika

menghadapi batuan massif.2. Disc cutter

Disc cutter digunakan untuk memecahkan batu dengan cara rolling dan menekan

disc yang dipasang pada cutter head ke permukaan tunnel. Cutters tersebutdipasang pada heavy capacity bearing. Konfigurasi disc ini dapat berbentuk

single, double, triple, atau multi disc. Prinsip kerjanya adalah dengan

membentuk groove pada batuan disamping juga memberikan gaya geser untukmematahkan puncak groove yang tersisa. Batuan dengan nilai UCS sampai

dengan 175 MPa dapat dipotong dengan disc tipe ini. Batu dengan high abrasive

akan menimbulkan kesulitan jika menggunakan disc tipe ini, sehingga

aplikasinya terbatas pada batu dengan UCS yang lebih rendah. Pemasangantungsten carbide disekeliling disc dapat meningkatkat aplikasinya pada batuan

yang lebih keras.

3. Roller cutter

Ada dua tipe roller cutter: milled-tooth dan tungsten carbide insert. Milled-toothmenyebabkan pecahnya batuan akibat penetrasi lokal, hasilnya berupa serpihan

batuan disekitar cutter dengan keruntuhan kombinasi gaya geser dan tarik.

Tungsten carbide insert digunakan khusus jika karakter abrasive batuan diluarkemampuan milled-tooth cutter. Galian batu dengan tungsten carbide insert



roller cutter menyebabkan disintegrasi batuan dengan cara grinding dan

pulverizing. Meskipun kecepatan penetrasinya relative lambat karena

diproduksinya butiran halus dalam jumlah besar, dan harga cutters yang sangatmahal, cutter jenis ini mungkin merupakan tipe yang paling mungkin berhasil

jika menghadapi batuan paling kuat yang mungkin ditemui saat penggunaan

tunneling machine.

Konf igurasi Cutting Head Pada kondisi tanah lunak, umumnya drag cutters digunakan pada seluruh

permukaan cutting head face, tetapi pada kondisi batu berbagai kombinasi tipecutter dan layout digunakan. Konfigurasi cutting head TBM terdiri dari tiga zone

yang berbeda, yaitu bagian centre, face, dan outside edge.

Centre cutters. Bagian pusat membutuhkan serangkaian cutter untuk

menghasilkan galian dengan cepat dan efektif pada kondisi kecepatan pemotongan yang relative rendah. Beberapa desian cutting head menggunakan

cutters yang disusun dalam bentuk tricone untuk memecah batuan. Jika hanya

menggantungkan galian batuan dengan cara grinding dan pulverizing pada posisikunci ini, maka akan menyebabkan lambatnya pergerakan maju dari tunneling.

Face cutters. Main face area umumnya digali dengan disc atau roller, tegantung

kekerasan batuan. Dalam beberapa situasi seperti pada batuan yang lebih lunak

juga digunakan drag cutter.

Gauge cutter. Bagian ini terletak di ujung luar dari cutting head, dan bertujuanuntuk membuat bukaan sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan. Gauge cutter

umumnya dari tipe disc atau roller yang ditingkatkan kekuatannya agar mampu

menahan aus lebih lama.

C.

Bagian –

bagian Tunnel Boring Machine (TBM)

1. Bagian-bagian TBM

http://1.bp.blogspot.com/-LGLyXhV0RtE/VKcaQRmu4BI/AAAAAAAABXw/jzNHZNNu80o/s1600/1.png



2. Pabrik Tunel Boring Machine (TBM)

Ini adalah tempat memanufaktur mesinnya, sebelum dikirim dan digunakan ditempat

yang sebenarnya maka dilakukan uji coba atau pengetesan kinerja terlebih dahulu sesuai

standar yang digunakan.

Uji Coba

http://1.bp.blogspot.com/-YZBvsAmb_L0/VKcbGbype3I/AAAAAAAABYA/M4gfJfmrPg0/s1600/3.png

http://1.bp.blogspot.com/-uPxkBeUXIuw/VKcaT0zgLOI/AAAAAAAABX4/w6NVHNIL_Og/s1600/2.png



Hasil

Testing

http://2.bp.blogspot.com/-iwffnAtobqs/VKcbz2on5RI/AAAAAAAABYc/z8D2rPQYB6k/s1600/6.png

http://2.bp.blogspot.com/-Sk5eqbd5OR0/VKcbvS9MHCI/AAAAAAAABYU/r-dzu3VueFc/s1600/5.jpg

http://3.bp.blogspot.com/-MGVzqVHmSAY/VKcbKFUXNnI/AAAAAAAABYI/5dPB1OmFTUo/s1600/4.png

http://2.bp.blogspot.com/-Sk5eqbd5OR0/VKcbvS9MHCI/AAAAAAAABYU/r-dzu3VueFc/s1600/5.jpg



3. Pengiriman Tunnel Boring Machine (TBM)

Mesin ini beserta kelengkapannya dikirim ke site dalam bentuk terpisah. Itu tentunya

untuk mempermudah pengiriman karena sizenya yang besar.

4. Perakitan Tunnel Boring Machine (TBM)

Di tempat ini nantinya akan dibuka dengan membuat lubang, digali satu jalan terlebihdahulu dan kemudian TBM dimasukkan ke dalamnya. Di dalam galian tersebutlah TBM

ini dirakit.

Berikut gambar-gambar yang menunjukkan proses perakitan Tunnel Boring Machine(TBM) tahap demi tahap yaitu :

http://2.bp.blogspot.com/--06doJ_MgBk/VKcfL3NzUXI/AAAAAAAABbI/_DBYf2dmOh4/s1600/8.png

http://1.bp.blogspot.com/-Vi2Z31x0pek/VKcb0354NkI/AAAAAAAABYk/G21QRh_Obo0/s1600/7.png



http://1.bp.blogspot.com/-epQW6RYymKo/VKceN6nVGHI/AAAAAAAABY4/pIbFQo98W3w/s1600/11.png

http://1.bp.blogspot.com/-LZaomhWrmBk/VKceKSM576I/AAAAAAAABYw/DSgeh_3KIoo/s1600/10.png

http://3.bp.blogspot.com/-8qdZh5AFZ6M/VKcfOj7swXI/AAAAAAAABbQ/UPiP441uAps/s1600/9.png



http://4.bp.blogspot.com/-JhsByCCTx0o/VKceWexcP2I/AAAAAAAABZQ/LIyJpvpkoro/s1600/14.png

http://1.bp.blogspot.com/-PKlUO_o69gs/VKceRHaMS2I/AAAAAAAABZI/uUvd9bEwQHY/s1600/13.png

http://1.bp.blogspot.com/-8DTDHBfhxzA/VKceOWgwXoI/AAAAAAAABY8/xxlnt690JPk/s1600/12.png



5. Proses Kerja Tunnel Boring Machine (TBM)

Penggerusan Tanah

Kepala bor yang berbentuk silinder ini akan berputar dan menggerus tanah dan batuan. Begitu seterusnya sambil TBM bergerak maju. Tanah yang masuk padasilinder akan dialirkan ke belakang melalui screw conveyor dan conveyor-

conveyor yang lain.

http://1.bp.blogspot.com/-nrESRMiSssI/VKceaxhj6rI/AAAAAAAABZg/hGM8SenBnes/s1600/16.png

http://1.bp.blogspot.com/-o2O4dp3hdxA/VKceYwiCJ8I/AAAAAAAABZY/UzG5LtALvi8/s1600/15.png



Pemasangan Segment

Setelah penggerusan tanah kemudian dipasanglah segmen-segmen untuk dinding

terowongan. Segment-segment tersebut telah dibuat sebelumnya bisa di site

langsung atau di tempat lainnya.

PEMBUATAN SEGMENT

http://4.bp.blogspot.com/-ShLlkS43rls/VKcen-dyqiI/AAAAAAAABZ4/pnxdDWHUVug/s1600/19.png

http://2.bp.blogspot.com/-oNo4-OpjjJE/VKceh5LZ1aI/AAAAAAAABZw/iMlWp4cCTDU/s1600/18.png

http://3.bp.blogspot.com/-Uh7XduGo6Z4/VKcefLXkyHI/AAAAAAAABZo/FTOSfnKlkrE/s1600/17.png



Pengiriman Segment

Pemasangan Segment

http://4.bp.blogspot.com/-6nGYr1eYIoQ/VKcexq8IbdI/AAAAAAAABaI/t_COWDzw4YQ/s1600/21.png

http://3.bp.blogspot.com/-zjbmnf2rSbs/VKceuADk5ZI/AAAAAAAABaA/v1lbOJ0bdos/s1600/20.png



Hasil Pemasangan Segment

http://3.bp.blogspot.com/-nHrUE_iqyjA/VKce7_KzK6I/AAAAAAAABag/XqQZLql5ErQ/s1600/24.png

http://3.bp.blogspot.com/-V2dFWV4O6d4/VKce3jLCgeI/AAAAAAAABaQ/cjrHNEClxns/s1600/23.png

http://2.bp.blogspot.com/-SYI9JlgXb6A/VKce4n1qLVI/AAAAAAAABaY/PqvRZJ6oE7U/s1600/22.gif



6. Resiko Kegagalan Pengerjaaan Tunnel Boring Machine (TBM)

Semua pekerjaan pasti ada resikonya , termasuk pengeboran terowongan ini. Bisa jadi

salah perhitungan, salah eksekusi, atau bisa jadi salah pemilihan teknologi.

http://1.bp.blogspot.com/-KwPVAZYhFI0/VKcfEEFzklI/AAAAAAAABaw/Uk6NXjYFQLo/s1600/26.png

http://2.bp.blogspot.com/-4hky_3siAfU/VKcfJOFAdeI/AAAAAAAABbA/DU7LeNzxLp8/s1600/28.png

http://1.bp.blogspot.com/-mCyX9_tL0qs/VKcfHKA692I/AAAAAAAABa4/x2hdlaCidTo/s1600/27.png



D. Kelebihan dan Kekurangan Tunnel Boring Machine

Kelebihan TBM

- Ukuran (diameter) terowongan sesuai dengan yang diinginkan

-

Tenaga manusia yang diperlukan lebih sedikit

- Keamanan selama penggalian lebih terjamin

Kekurangan TBM

- Biaya / harga TBM sangat mahal sehingga hanya cocok untuk pembangunan

terowongan yang panjang

- Hanya untuk bentuk terowongan bulat atau elips

- Diperlukan tenaga ahli yang berpengalaman

- Akan mengalami kesulitan jika digunakan pada batuan yang kompleks



DAFTAR PUSTAKA

http://dunia-atas.blogspot.com/2011/03/tunnel-boring-machine-mesin- bor.html, diakses tanggal 7 Agustus 2015

https://fileq.wordpress.com/2012/08/27/teknologi-tunnel-boring-

machine-tbm/, diakses tanggal 7 Agustus 2015

http://bebas-unik.blogspot.com/2015/01/tbm-alat-penggali-

terowongan-bawah-tanah.html, diakses tanggal 7 Agustus 2015

http://www.kaskus.co.id/thread/51fb6c921acb17e43f000002/tunnel-

boring-machine-tbm-alat-pengebor-terowongan-bawah-tanah, diakses

tanggal 7 Agustus 2015

tunnel boring machine

Documents