Terowongan awalnya dibangun sebagai bagian dari sistem pengiriman air dan pembuangan kotoran, sejak zaman Kekaisaran Romawi. Penggunaan pertama mereka untuk transportasi adalah sebagai bagian dari sistem kanal pada abad ke-17. Dengan perkembangan rel kereta api pada abad ke-19 dan mobil pada abad ke-20, terowongan menjadi lebih panjang dan lebih kompleks. Metode yang paling umum untuk membangun terowongan adalah metode potong dan tutup, metode tabung terendam, atau penggunaan mesin bor terowongan.
Langkah
Bagian 1 dari 4: Faktor yang Perlu Dipertimbangkan dalam Membangun Terowongan
Langkah 1. Pertimbangkan di mana terowongan akan dibangun
Lokasi terowongan yang diusulkan akan menentukan alat dan teknik apa yang diperlukan untuk membangunnya dan mempersiapkannya untuk penggunaan yang dimaksudkan. Terowongan dapat dibagi menjadi 3 jenis:
- Terowongan tanah lunak. Terowongan ini membutuhkan dukungan di bukaan untuk menjaga terowongan agar tidak runtuh. Terowongan ini biasanya dangkal dan digunakan untuk kereta bawah tanah, pengiriman air, dan sistem pembuangan air limbah.
- Terowongan batu. Karena digali dari batuan padat, terowongan ini membutuhkan sedikit dukungan tambahan atau tidak sama sekali. Terowongan kereta api dan mobil biasanya jenis ini.
- Terowongan bawah air. Seperti namanya, terowongan ini berada di bawah sungai, danau, kanal, dan dalam kasus "Chunnel", selat seperti Selat Inggris. Ini adalah terowongan yang paling sulit untuk dibangun, karena air harus dijauhkan dari terowongan selama dan setelah konstruksi.
- Membangun terowongan di bawah kota menawarkan masalah yang mirip dengan terowongan bawah air, di mana tanah di sekitar terowongan cenderung melorot di bawah beban bangunan di atasnya. Pengetahuan tentang geologi daerah membantu memprediksi seberapa banyak tanah akan melorot dan menyarankan metode apa yang dapat meminimalkan penurunan.
Langkah 2. Pertimbangkan jalur terowongan
Terowongan dengan jalur yang panjang, tunggal, lurus relatif mudah untuk dibor dengan mesin bor terowongan. Terowongan yang berbeda dari desain ini menawarkan masalah yang membuat konstruksinya lebih rumit.
- Terowongan pendek tidak bosan dengan mesin bor terowongan karena tidak hemat biaya untuk melakukannya.
- Terowongan yang memerlukan diameter lubang yang berbeda pada bagian rute yang berbeda juga membuat penggunaan mesin bor terowongan menjadi tidak praktis karena keterlambatan dalam menyesuaikan diameter lubang.
- Terowongan yang berbelok tajam atau memiliki poros berpotongan juga membuat penggunaan mesin bor menjadi tidak praktis.
Langkah 3. Pertimbangkan tujuan terowongan
Untuk apa terowongan akan digunakan menentukan pekerjaan tambahan apa selain membuat terowongan itu sendiri yang akan diperlukan sebelum dioperasikan.
- Terowongan yang membawa penumpang memerlukan beberapa bentuk ventilasi. Untuk terowongan jalan raya, ini biasanya berarti lubang ventilasi untuk mencegah penumpukan karbon monoksida. Untuk terowongan kereta api, ini bisa berarti ventilasi udara paksa untuk menghilangkan knalpot mesin diesel. Kedua fitur metode tambahan untuk menangani asap yang tercipta jika terjadi kebakaran di terowongan.
- Terowongan yang sering digunakan, seperti Big Dig di Boston, dapat menampilkan pusat operasi yang terus menerus berawak dengan peralatan video untuk memantau lalu lintas di dalam terowongan dan menangani keadaan darurat.
- Terowongan jalan raya yang panjang, seperti Terowongan Eisenhower di Colorado, dapat diterangi dengan lampu di atas kepala untuk kenyamanan pengemudi dan penumpang. Terowongan jalan raya lainnya, seperti yang ada di Taman Nasional Zion di Utah, mungkin menampilkan potongan pemandangan yang memungkinkan cahaya alami masuk ke terowongan di beberapa tempat dan memberikan pandangan sekilas kepada penumpang tentang pemandangan sekitarnya.
- Beberapa terowongan, seperti Terowongan Queensway antara Liverpool dan Birkenhead, Inggris dan Terowongan Lion Rock antara Sha Tin dan New Kowloon di Hong Kong, menggabungkan dek lalu lintas penumpang atas dengan dek layanan bawah untuk air, pipa, atau kabel. Terowongan lain, seperti Terowongan SMART Malaysia dapat digunakan baik untuk lalu lintas atau pengendalian banjir.
Bagian 2 dari 4: Menggunakan Metode Potong-dan-Sampul
Langkah 1. Gali parit
Area di mana terowongan akan digali sepenuhnya, dengan atap terowongan dibuat dan ditutup ketika terowongan selesai. Jenis terowongan ini dibangun dengan salah satu dari dua cara:
- Bottom-up: Dukungan tanah dibuat terlebih dahulu, kemudian terowongan dibangun di sekitarnya.
- Top-down: Sisi dan atap terowongan dibangun di permukaan tanah, dan parit terowongan digali di bawahnya.
- Kedua metode ini digunakan terutama untuk terowongan yang lebih dangkal, meskipun metode top-down memungkinkan untuk menggali terowongan yang lebih dalam daripada metode bottom-up. Terowongan yang lebih dalam sering digali dengan bantuan pelindung terowongan, struktur seperti kotak dengan daun jendela kecil yang terbuka untuk digali. Setelah kotoran di depan perisai dihilangkan, perisai dipindahkan ke depan untuk melanjutkan penggalian.
Langkah 2. Buat dinding terowongan dan atap
Dinding dan atap terowongan dapat dibangun saat terowongan sedang digali atau mungkin sudah dibangun sebelumnya dan dipasang pada saat terowongan sedang digali. Materi hari ini antara lain sebagai berikut:
- Lengkungan baja bergelombang.
- Lengkungan beton pracetak.
- Dinding beton pracetak.
- Beton yang dituang atau disemprot. Seringkali, ini digunakan bersama dengan salah satu metode lengkung yang terbentuk.
Langkah 3. Selesaikan terowongan
Bagaimana hal ini dilakukan tergantung pada apakah metode bottom-up atau top-down yang digunakan.
- Terowongan yang dibuat dengan metode bottom-up harus diisi kembali untuk menutupi atap terowongan dan setiap permukaan yang ada di atas atap terowongan kemudian dibangun atau dibangun kembali.
- Terowongan yang dibuat dengan metode top-down digali di bawah tempat dinding dan atap terowongan didirikan, dan kemudian pelat dasar, yang berfungsi sebagai lantai terowongan, dibuat.
Bagian 3 dari 4: Menggunakan Tabung Terendam
Langkah 1. Mengeruk parit saat terowongan akan masuk
Metode ini mirip dengan metode cut-and-cover, tetapi digunakan untuk menggali terowongan bawah air. Parit perlu berjalan sepanjang terowongan akan berjalan di bawah air.
Langkah 2. Letakkan serangkaian tabung baja di sepanjang parit
Setiap tabung disegel di kedua ujungnya dengan sekat. Jika tabung itu untuk terowongan mobil, seperti dalam kasus Terowongan Ted Williams di Boston, tabung itu termasuk bagian jalan yang sudah dibangun sebelumnya.
Langkah 3. Bungkus tabung dengan backfill yang cukup untuk menahan tekanan air di atasnya
Untuk Terowongan Ted Williams, ini adalah lapisan batu setebal 5 kaki (1,5 m).
Langkah 4. Hubungkan tabung dengan melepaskan sekat yang menghalangi
Segmen jalan atau rel apa pun yang dibangun ke dalam tabung akan terhubung pada saat ini juga.
Bagian 4 dari 4: Menggunakan Mesin Bor Terowongan
Langkah 1. Pilih mesin tunneling yang tepat untuk pekerjaan itu
Mesin bor terowongan, yang disebut TBM untuk pendek atau "tahi lalat", memiliki pelat melingkar di bagian depan yang disebut pelindung. Pemotong berbentuk cakram pada pelindung merobek batu dan kotoran, yang melewati bukaan di pelindung ke sabuk konveyor di dalam TBM yang menyimpannya di belakang mesin.
- Jenis pelindung TBM bervariasi menurut apakah tahi lalat akan menggali tanah yang lunak, basah, atau keras. Diameter pelindung berkisar dari pelindung Aker Wirth setinggi 26,3 kaki (8,03 m) pada TBM-nya yang digunakan untuk pembangkit listrik Linth-Limmern Swiss hingga “Big Bertha” milik Hitachi Zosen dengan diameter 57,5 kaki (17,5 m).
- Tahi lalat yang dirancang untuk menggali terowongan di bawah permukaan air juga memiliki ruang di bagian depan untuk memberi tekanan pada tanah yang digali.
- Untuk pekerjaan besar, beberapa TBM mungkin diperlukan. Terowongan Saluran diperlukan 11.
Langkah 2. Letakkan mesin pada posisinya
Untuk terowongan tingkat permukaan, ini bukan masalah. Jika terowongan akan dibor jauh di bawah tanah, poros akses, biasanya melingkar, dibor dan dilapisi dengan beton. TBM diturunkan ke dalamnya, dan terowongan digali dari titik itu.
- Untuk terowongan panjang, beberapa poros akses dibor.
- Ketika terowongan selesai, poros akses dapat menjadi poros ventilasi dan/atau pintu keluar darurat. Jika mereka tidak dipekerjakan, mereka dibiarkan di tempat selama kehidupan terowongan.
Langkah 3. Tegakkan penyangga terowongan saat alat berat melewatinya
Segmen beton pracetak didirikan di belakang TBM untuk membentuk cincin pada interval yang telah ditentukan.
Langkah 4. Semprotkan beton pada dinding yang digali di antara cincin penyangga
Beton yang disemprotkan, atau shotcrete, melapisi dan menstabilkan dinding terowongan. Shotcrete mungkin termasuk serat baja atau polypropylene untuk memperkuatnya, seperti halnya tulangan baja digunakan untuk memperkuat beton cor. Shotcrete juga mengandung akselerator untuk membantu menempel pada dinding terowongan dan cepat kering.
Tips
- Terowongan awal dibor menembus batu dengan mengebor lubang dan menggunakan bahan peledak: bubuk hitam pertama dan kemudian dinamit. Penopang sementara dari rangka kayu akan didirikan, diganti dengan batu bata dan pasangan bata. Terowongan kemudian menggunakan cincin besi cor tersegmentasi, dibaut bersama, menggantikan kayu dan pasangan bata.
- Terowongan juga dapat dibor melalui tanah lunak dengan menggunakan dongkrak untuk mendorong tabung/pipa atau ekskavator berbentuk kotak yang berujung dengan kepala pemotong. Terowongan pipa-jacked cenderung sempit, tidak lebih dari 10,5 kaki (3,2 m) dengan diameter, sedangkan terowongan kotak-jacked bisa selebar 65,6 kaki (20 m).
