Kediri, Jawa Timur, Indonesia

Construction Method Embankment Dam

Umum fakta-fakta bahwa desain Embankment Dam tidaklah selalu final, setelah terjadi modifikasi pelaksanaan.

Embankment Dam, biasanya dilaksanakan cukup lama dan mengalami berbagai musim yaitu musim kemarau dan musim hujan.

Oleh karena itu bila memungkinkan program pelaksanaan (construction program) harus membuat kegiatan yang paling besar pada setiap musim kering.

Program ini perlu disesuaikan dengan pengalokasian sumber daya dan juga cash flow baik oleh kontraktor maupun owner.

Dengan demikian durasu proyek dibagi dalam dua bagian yaitu bagian musim kering dimana kegiatan dibuat maksimal dan bagian musim hujan kegiatan hanya dilakukan pekerjaan-pekerjaan yang tidak terlalu terpengaruh oleh hujan. Lihat Tabel 6.1.

Pekerjaan Persiapan

Untuk pekerjaan besar seperti  embankment dam, pekerjaan persiapan mempunyai peran yang penting dalam menunjang pekerjaan pokok.

Pekerjaan persiapan meliputi hal-hal sebagai berikut:

  1. Survey untuk menetapkan quarry tanah untuk material timbunan (core, filter maupun rock fill) dengan bantuan tes lab.
  2. Survey untuk menetapkan disposal area, bila diperlukan untuk membuang material yang tidak dipakai.
  3. Menetapkan lokasi dan membuat base camp, kantor-kantor, laboratorium beserta seluruh fasilitas yang diperlukan.
  4. Melakukan pengukuran di lokasi bendungan untuk menetapkan as bendungan, dan batas kaki bendungan, untuk keperluan stripping dan pekerjaan galian fondasi.

Hasil pengukuruan lokasi bendungan ini juga dipakai sebagai dasar pembuatan tunnel diversion.

  1. Membuat jalan kerja yang memadai, terutama jalan kerja untuk transportasi material timbunan.

Access road (jalan kerja) meliputi:

  • Access road dari jalan umum ke desa terdekat dengan lokasi
  • Access road dari desa ke lokasi kerja
  • Access road dari lokasi quarry dan lokasi disposal ke lokasi kerja.

Dalam pembuatan access road, terutama untuk transportasi material harus dibuat yang cukup kuat dan lebar tidak boleh tanggung-tanggung, karena hal ini berpengaruh besar terhadap kelancaran pekerjaan. Namun demikian biaya untuk acces road ini juga harus diperhitungkan dengan teliti. Begitu juga pada saat menyusun jadwal pekerjaan, pekerjaan access road ini juga harus dipikirkan dengan baik.

Contoh gambar lay out roads untuk Batu Tegi Dam dan Cethana Dam, dapat diihat pada Gambar 6.1a, 6.1b.

Pekerjaan Fondasi

Dalam banyak kasus, sering dilakukan modifikasi terhadap rencana perbaikan setelah proses penggalian fondasi berlangsung dengan melihat secara langsung kondisi batuan yang ada (type of rock formation). Di sini diperlukan  seorang ahli yang berpengalaman untuk dapat menilai kondisi batuan yang ada.

Perbaikan (treatment) fondasi atau studi yang dilakukan diperlukan untuk

  • Menjamin kontak/hubungan yang bagus antara material timbuanan dengan dasar fondasi
  • Mencegah terjadinya percolation sepanjang batas bendugan
  • Mencegah piping, baik pada timbunan maupun pada fongasi

Pekerjaan fondasi embankment dam, dilakukan antara lain sebagai berikut:

  • Dilakukan striping/pembersihan seluruh daerah kontak antara material timbunan dengan lembah yang ada, dengan batasan-batasan yang ditunjukkan oleh pengukuran.
  • Dilakukan penggalian untuk memperbaiki slope lembah yang ada, sesuai yang dipersyaratkan (tidak boleh menggunakan peledak)
  • Seluruh permukaan kontak fondasi, dibersihkan dua sampai tiga kali dan terakhir dengan air-water jet kecuali untuk bantua (rock) yang sensitif terhadap air/retak-retak. Di beberapa tempat dilapisi lean concrete tidak kurang dari 5 cm.
  • Dilakukan blanket grout minimal dua pertiga daerah kontak di bagian up stream, atau sesuai persyaratan yang diminta. Setelah blanket grout dilakukan grout curtain sesuai yang disyaratkan.

Contoh perbaikan slope fondasi pada Blue. Mesa Dam di USA, lihat Gambar 6.2.

Bila bendungan terletak di atas sands dan gravel (The Big horn Dam, Canada), maka diperlukan concrete diaphragm wall sampai menyambung dengan tanah lapisan impervious core (lapisan inti kedap air) dari bendungan atau sampai kedalaman tertentu sampai dapat mengatasi masalah perembesan. Pelaksanaan diaphragm wall dapat dilihat pada buku bahasan tentang construction method diaphragm wall. Lihat Gambat 6.4.

Badan Bendungan (Dam)

Earth Fill

Ketelitian dalam menetapkan borrow area sebagai quarry material yang memenuhi syarat, mempunyai pengaruh yang besar dalam biaya bendungan. Oleh karena itu pemilihan quarry area sangat penting pengaruhnya pada waktu dan biaya pekerjaan.

Ada dua pertanyaan yang harus dijawab yaitu:

  • apakah material dapat diterima sebagai material timbunan?
  • bagaimana cara penggaliannya?

Pertama, harus ditetapkan oleh tes laboratorium, dan yang penting lagi apakah sampel yang dites tersebut depositnya cukup untuk keperluan bendungan. Bila kurang mencukupi harus dicari deposit baru yang dapat memenuhi kebutuhan material timbunan.

Kedua, penggunaan scraper untuk alat gali sekaligus alat angkut lebih menguntungkan karena memiliki fungsi ganda sekaligus. Selain itu, scraper juga memiliki kapasitas angkut yang cukup besar. Penggunaan scraper masih efisien dalam jarak angkut sampai dengan 2000 meter. Bila jarak angkunya jauh, maka digunakan dump truck sebagai alat angkutnya, sedang alat gali dan muatnya dapat digunakan bulldozer dan loader, atau excavator yang dapat berfungsi sebagai alat gali sekaligus sebagai alat muat.

Moisture content di borrow area harus dikntrol, karena kekurangan water content masih dapat diperbaiki, tetapi kelebihan water content harus dihindari, karena untuk mengurangi kadar air yang berlebihan memerlukan waktu yang lama dan usaha yang cukup besar.

Untuk badan bending tipe urugan, moisture content harus dikontrol dalam range 2%. Untuk bendungan besar pada 40%-50% tinggi bendungan disarankan moisture content optium + 1%, sedangkan selebihnya sampai menjelang puncak bendungan -0,5% sampai +1.50 % dari moisture content  optium, dan 10 sampai 20% sisanya (paling puncak) 2% di atas optium moisture content. Penambahan moisture content menuju puncak untuk mengantisiasi crack yang sering terjadi di tempat itu.

Dalam memilih quarry tanah untuk lapisan core atau homogeneous dam, harus dipertimbangkan hal-hak sebagai berikut:

  • Permeability
  • Resistance to piping
  • Shear strength
  • Flexibilility
  • Resistance to cracking

Rock Fill

Kedengarannya mudah untuk menyatakan bahwa rock fill harus keras / kuat,  bersih dan bebas dari kelapukan. Tetapi dalam kenyataan tidaklah mudah menetapkan rock fill yang memenuhi persyaratan. Banyak material rock fill yang kelihatannya cukup kuat dan keras, ternyata dapat berubah menjadi rapuh.

Sebenarnya konsep dasar dari bendungan tipe urugan adalah harus dapat dibangun/didesain dengan menggunakan material lokal yang ada. Hal ini dipertimbangkan atas dasar efisiensi biaya dan waktu pelaksanaan. Dengan demikian material yang bagus akan menghasilkan bendungan yang lebih efisien dibanding material yang kurang bagus, karena tentunya akan mempengaruhi dimensi struktur bendungan.

Survei yang intensif diperlukan untuk memenuhi quarry rock pada jarak yang layak dari lokasi bendungan untuk dipertimbangkan biaya.  Namun demikian bila rock yang bagus ada pada jarak yang agak jauh, masih dapat dianggap layak dengan tetap memperhitungkan biaya angkut ekstra daripada menggunakan rock yang dekat tetapi kualitasnya kurang.

Rock (batuan) jenis Dolerite dan Basalt adalah batuan yang sangat bagus untuk rock fill. Pengadaan batuan ini dapat melalui peledakan yang didesain menghasilkan  berbagai ukuran (gradasi). Batuan tersebut dengan shovell dragline dimuat ke atas dump truck ukuran besar untuk di daerah rock fill. Lihat Gambar 6.5

Pemadatan Material

  1. Pemadatan Fine Material

Pemadatan percobaan perlu dilakukan untuk menentukan hubungan antara :

  • Moisture content
  • Tebal tipis lapisan pemadatan
  • Tipe alat pemadat yang dipakai
  • Jumlah lintasan pemadatan yang mencapai density dan permeability dari timbunan.

Bila hubungan tersebut telah ditemukan (yang dapat mencapai mutu spesifikasi yang ditentukan) dalam pemadatan percobaan, maka hal tersebut dipergunakan sebagai pedoman dalam pelaksanaan pemadatan bendungan. Percobaan pemadatan ini penting untuk dilakukan, karena dari data ini akan dapat direncanakan apa dan berapa alat yang harus digunakan, sesuai dengan jadwal waktu yang ada.

Untuk fine materials biasanya mengunakan Pneumatic Tire Roller (PTR), dimana untuk ketebalan lapisan gembur 15 cm, biasanya 3 sampai 6 lintasan dari PTR seberat 50 ton.

Kecepatan pemadatan umumnya adalah 5 sampai 7 km/jam, tetapi dapat dipercepat menjadi dua kali sepanjang hasil tes memenuhi. Kelemahan penggunaan PTR adalah menghasilkan lapisan-lapisan yang kurang menyatu. Oleh karena itu untuk lapisan core lebih banyak digunakan sheep foot roller, walaupun efek dari kelemahan PTR tersebut di atas belum secara jelas diketahui. Lihat Gambar 6.6

  1. Pemadatan Filter

Ketebalan lapisan filter dan transisi zones akan tergantung pada tekanan air yang akan ditahan dan dipertimbangkan ekonomi. Pada bendungan besar, filter halus menggunakan batu pecah yang cukup mahal. Oleh karena itu lebar lapisan ini sekecil mungkin yang dapat dipadatkan, yaitu sekitar 3 (tiga) meter. Lapisan filter yang kasar biasanya juga digunakan dengan kerikil alam.

Setting out untuk batas daerah filter ini penting untuk dijaga dalam pelaksanaan. Untuk material ini lebih baik digunakan vibro roller untuk proses pemadatannya. Lihat Gambar 6.7

Jumlah lintasan yang diperlukan ditetapkan agar settlement yang terjadi tidak jauh berbeda dengan settlement dari core.

  1. Pemadatan Rock Fill.

Pemadatan rock fill biasanya menggunakan steel vibro roller yang umumnya memiliki berat statis sebesar 10 sampai 16 ton. Ukuran maksimum rock disesuaikan dengan ketebalan lapisan, namun demikian maximum density akan dapat dicapai bila tebal lapisan dibatasi sekitar 70 cm.

Lapisan yang tipis akan berpengaruh pada tingginya harag, oleh karena itu tebal lapisan pemadatan rock fill masih dapat diterima sekitar 100 cm.

Persyaratan untuk rock fill awalnya dibutuhkan yang lewat saringan 25 mm tidak lebih dari 15%. Lihat Gambar 6.8.

 

  1. Urutan pemadatan

Urutan pemadatan untuk bendungan yang tidak homogen, tergantung dari bentuk core-nya (tegak atau miring).

Tiap lapis rock fill, terdiri dari dua lapis filter dan empat lapis core. Lihat Gambar 6.9 dan 6.10.

Lapisan pemadatan core lebih tipis disbanding lapisan lainnya.

  1. Selama proses penimbunan badan bendungan, perlu diperhatikan pekerjaan-pekerjaan yang tertanam di badan bendungan, seperti galeri, alat-alat instrument dan lain-lain.
  2. Biasanya gradasi material timbunan untuk bendungan ditetapkan dalam spesifikasi.

Gradisi tersebut meliputi untuk:

  • Earth fill
  • Fine filler
  • Coarse filler
  • Rock fill

Sebagai contoh pada Blowering Dam, Australia dapat dilihat pada Gambar 6.11.

 

Contoh urutan pemadatan pada Sermo Dam, yang dibagi dalam tiga elevasi, dapat dilihat pada Gambat 6.12a sampai dengan 12e.

Bendungan dengan Core Beton/ Aspal

Bila material (tanah) core sulit diperoleh, ada alternatif lain yaitu penggunaan beton atau aspal beton sebagai core. Lihat Gambar 6.13.

Dalam hal ini, semua metode sama saja. Hanya urutan penimbunan material untuk tiap lapis, sebagai berkut:

  1. Lapis rock fill (A) ditimbun lebih dulu dengan menyisakan zone filter dan core.
  2. Pasang sheet pile (D) sebagai form work untuk material core (beton/aspal beton)

  1. Zone filter diisi material filter (B) dan dipadatkan sesuai persyaratan.
  2. Beton/aspal beton diisikan dalam form work dipadatkan sambil menarik form work (D)
  3. Lapisan rock fill berikutnya dipasang dan seterusnya.

Setelah selesai dapat dilihat Gambar 6.14.

Bendungan Decked Rock Fill

Untuk membantu menambah kekedapan terhadap air, ada jenis bendungan urugan yang isinya dalamnya (upstream) dilapisi dengan beton (concrete facing), seperti pada Risdon Brook Dam, Australia.

Pembutan concrete facing dapat dijelaskan sebagai berikut:

  1. Lereng bendungan yang sudah jadi dibagi-bagi selebar jalur pengecoran beton slab.
  2. Dibuat beton plinth, untuk tiap jalur sebagai kaki beton slab dengan typical, lihat Gambar 6.15

Lebar Plinth (Plinth Width) sebagai berikut:

 

L = Head, untuk sound rock,

20

Untuk poorer rock dibagi 10

  1. Setelah beton plinth dicor, disambung dengan bagian slab untuk penyesuaian, agar slab seterusnya ke puncak bendungan dapat dicor secara typical dengan menggeser peralatan (Concrete paver) ke atas.
  2. Jenis sambungan, lihat Gambar 6.16.

Ada tiga jenis sambungan, lihat Gambar 6.17a,b,c.

  1. Dengan sistem sambungan (Joints) tersebut diatas, maka setiap jalur slabd dicor dari bawah ke atas (secara berselang-seling).

Persiapan concrete facing dan proses concrete facing dapat dilihat pada Gaambar 6.18a, dan b.

Tailings Dams

Tailing dams, adalah bendungan yang dibuat untuk menampung buangan tanah (limbah) yang terjadi pada proses pertambangan. Kegiatan pertambangan menghasilkan banyak sekali material buangan yang harus dikelola dengan baik agar tidak merusakan lingkungan. Untuk itu dipilih suatu lokasi yang tepat sehingga dapat dibuat tailing dam. Tentu saja bendungan yang dibuat harus tipe urugan. Bendungan ini termasuk special category of hydraulic-fill embankment.

Biasanya material wates dari tambang proses lebih dulu., seperti dipecah/digiling, dicampur dengan air dan bahan kimia menjadi material berbentuk slurry (lumpur).

Fungsi pokok dari Tailing Dams, ada dua yaitu:

  • Menampung waste dari tambang, yang berbentuk slurry, membentuk seperti suatu bendungan.
  • Menyediakan penampungan sementara untuk sejumlah air yang diperlukkan (diperlukan untuk kegiatan pemabangunan).

Untuk kepentingan umum(masyarakat) struktur tailing dam tersebut arus dapat menjamin dua hal,yaitu:

  • Stabilitas stuktur, agar tidak terjadi kegagalan bendungan yang akan membawa lumpur dalam jumlah yang besar yang dapat merusak property, mencelakakan manusia, dan mencemari lingkungan.
  • Tidak terjadi kemungkinan polusi terhadap air tanah sekitar daerah penambangan, pada saat operasi normal dari tailing dam tersebut.

Saat ini, dua masalah tersebut yaitu bidang desain dan proses konstruksi, selalu dievaluasi baik oleh industri tambang maupun oleh Badan Pemerintah yang terkait.

Ada dua teknik dasar yang digunakan pada proses konstruksi  tailing dam, yaitu penggunaan material dari luar (borrow materials) untuk tanggul yang menahan material waste dari penambangan, dan material waste itu sendiri yang akan membentuk struktur dam.

Teknik yang pertama dipilih volume dam tidak terlalu besar atau kandungan pasir dari tailing hanya sedikit, sedang teknik yang kedua yang menggunakan material tailing, dipilih bila volumenya damnya besar dan material tailingnya mengandung pasir sebesar 30% sampai dengan 40%, atau bahkan lebih.

Dalam proses konstruksi ada tiga metode dasar yang digunakan, yaitu:

  • Upstream method
  • Downstream method
  • Centerline method

Untuk ketiga metode tersebut selalu didahului dengan pembuatan “starter dam”. Starter dam ini dibuat dari material luar yang bagus (borrow material), untuk membentuk kolam alam yang memadai untuk dapat menampung pembuangan material tailing.

Upstream Method

Setelah starter dam selesai dilaksanakan melalui pemadatan yang sempurna seperti pembuatan tanggul-tanggul biasa, maka di sepanjang puncak starter dam tersebut diletakkan pipa penyalur disposal tailing ke depan tanggul. Bila endapan tailing telah mencapai puncak starter dam, maka dengan menggunakan buldoser endapan didorong membentuk tanggul di atas starter dam. Kemudian pipa pengangkut tailing dipindahkan ke atas tanggul tersebut, dan proses pemyemprotan tailing dilakukan lagi. Begitu seterusnya hingga membentuk tanggul tinggi yang dikehendaki.

Lihat Gambar 6.19.

Downstream Method

Pada downstream method, starter dam terletak pada bagian upstream timbunan. Metode ini memerlukan pasir yang lebih banyak dibanding dengan metode upstream. Pasir dipisahkan dari tailing dengan menggunakan alat yang berputar (cyclone) dan ditimbunkan di sisi belakang starter dam secara bertingkat, seperti dapat dilihat pada Gambar 6.20. Cyclone diletakkan di atas puncak timbunan dan pada bagian bawah mengalirkan pasir ke belakang, dan bagian atas mengalirkan material yang halus ke bagian depan ( upstream). Tergantung ukuran dari dam, material pasir dipindahkan ke bagian downstream dengan menggunakan buldoser atau dilalirkan dengan menggunakan pompa. Untuk jenis ini dan jenis centerline method, diperlukan under drains dibawah kaki tanggul pasir, untuk menyalurkab air yang terdapat pada timbuan pasir.

The Centreline Method

Metode ini merupakan variasi dari downstream method. Bedanya kalo pada downstream method puncak dam/ tanggul letaknya menggeser ke belakang senfaakn pada centrealne method puncak dari dam terletak pada lokasi yang sam ayaitu pada satu garis vertical. Lihat Gambar 6.21.

Dua tailing dam yang besar, yang telah dibangun di Kanada adalah sebagai berikut:

  1. Brenda (diselesaikan pada bulan Mei, tahun 1970)
  • Kapasitas : 200 X 106 tonnes of tailing dalam 20 tahun
  • Tinggi Dam : 137 meter
  • Panjang Dam : 2000 meter
  • Dasar Dam : 550 meter
  • Jumlah pasir : 32,5 X 106 tonnes
  1. Gibralta (diselesaikan pada bulan Mei, tahun 1972)
  • Kapasitas : 200 X 106 tonnes
  • Tinggi Dam : 90 meter
  • Panjang Dam : 2430 meter
  • Jumlah pasir 25 % dari tailing

Asiyanto. 2013. “Metode Konstruksi Bendungan”. Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *