Ilwi Buletin No 01-2009

8/3/2019 Ilwi Buletin No 01-2009

1/13

ILWI Buletin No 01-2009 1

uletin

ILWI

(Indonesian Land reclamation &

Water management Institute)

sebagai sebuah lembaga kajian

dibidang reklamasi dan pengelolaan

air berupaya untuk menyebarkaninformasi dan pengetahuan di

bidang reklamasi & pengelolaan air

kepada masyarakat.

Buletin ini kami kirimkan secara

gratis

Tulisan, saran dan pemberitaan

media menjadi bagian dari isi buletin

ini.

Alamat :

Jl. Rajawali II No. 5A

Manukan, Condong Catur

Yogyakarta 55283

atau

P.O. Box 7277/JKSPM

Jakarta Selatan 12072

Email :[email protected]

Mencari solusiban ir ibukota

No : 01-2009

Januari 2009


2/13


Pengantar Redaksi

Pembaca yang Budiman , setiap kali memasuki musim hujan,bagi kebanyakan warga Jakarta tentu disambut dengan rasacemas. Berharap agar curah hujan tak sampai membuat ibu kotakembali tergenang. Bisa dimengerti, karena jika genangan aircukup tinggi, kerugian dan kesengsaraan pasti dirasakan. Darihal yang terkecil seperti terlambat masuk kantor , banyak janjibisnis dibatalkan, kerusakan rumah dan infrastruktur, dan yangpaling disesalkan adalah jika sampai kehilangan nyawa

manusia.

Usaha untuk menanggulangi dan mengurangi dampak itusebenarnya sudah dilakukan oleh pemerintah. Sepertipengerukan sungai, pembangunan Banjir Kanal Timur danpeninggian ruas jalan tol yang menuju Bandara Soekarno Hatta.Meskipun demikian oleh sebagian warga menganggap usahayang dilakukan sejauh ini belum optimal. Tapi, ini cukup untukmembuktikan bahwa ada niatan yang lumayan serius daripemerintah untuk melakukan usaha mengurangi masalah banjirdi Jakarta.

Pembaca, Buletin ILWI, ini kami terbitkan untuk menyampaikandan membahas informasi yang berkaitan dengan tata kelola air

dan reklamasi. Apapun kebijakan pemerintah yang berkaitandengan itu akan kita informasikan dan telaah. Tak, hanya ituinformasi dari individu dan kalangan profesional jugadiakomadasi agar kita bisa berbagi pengetahuan. Bisa berupakliping atau tulisan-tulisan yang berkaitan dengan itu.Diharapkan semua langkah yang dilakukan bisa membawa kitaberada di jalur yang benar sehingga keinginan untuk hasil yanglebih baik benar-benar bisa terwujud.

Dalam edisi perdana ini, kami membahas beberapa konsepteknis penaggulangan banjir, dari Peninggian Ruas Jalan TolSoekarno Hatta, Biopori, ASR (Aquifer Storage and Recovery)system dan contoh Multi Purpose Deep Tunnel (MPDT) yangbeberapa waktu lalu telah di selesaikan di Malaysia. Pada edisi

mendatang kami berencana untuk menampilkan kilas balikbeberapa konsep Penangulangan Banjir di Ibukota.

Pembaca, Selamat menikmati Buletin ILWI Edisi Perdana ini dantak lupa juga kami Mengucapkan Selamat Tahun Baru 2009.

Redaksi ILWI


3/13


Pengerukan sungaiJalan lain menuju bebas banjir

Telah diyakini, bahwa banyaknya sedimen dan sampah di sungai dan kanal menjadi salah satu penyebabbanjir di Jakarta. Pemerintah berencana untuk melakukan pengerukan terhadap 13 sungai di Jakarta.

Pelaksanaan pengerukan sungai tersebut akan dilakukan dengan bantuan pendanaan dari Bank Dunia berupapinjaman lunak sebesar US$ 150 juta ditambah bantuan hibah US$ 10 juta.

Menurut Wagub DKI Prijanto, kepadabeberapa media, pengerukan 13 sungai pengendalibanjir yang telah mengalami kedangkalan itu baruakan dimulai pada tahun 2009. Tahun 2008 ini akandiselesaikan administrasinya. Proyek tersebut terbagike dalam beberapa program hingga tahun 2012.Tahun 2009 dilakukan pengerukan, rehabilitasitanggul, dan perbaikan pompa-pompa sekaliguspembangunan lokasi pembuangan lumpur.Rencananya selesai tahun 2010 sehingga waktu dua

tahun dapat digunakan untuk pemeliharaan danpeningkaran kapasitas sumber daya manusia dalampenanggulangan banjir di Jakarta.

Floating bulldozer beraksi di kali Mati

Sebelum pengerukan dalam skala besar inidimulai, pada tahuun 2008 Pemerintah DKI telahmengadakan kerjasama dengan pemerintah Belandauntuk menguji cobakan floating bulldozerpengerukan di beberapa sungai (Kali Ancol, Kali Matidan Kali Pademangan).

Dua alat keruk yang saat ini beroperasi

berukuran sedang 7x3 meter, dan ukuran kecil 3x1,5meter. Setelah selesai mengeruk, kedua alat keruksenilai 700.000 euro itu akan dihibahkan olehPemerintah Kerajaan Belanda ke Pemprov DKIJakarta.

Alat keruk yang disebut buldoser apung itudiperkirakan mampu mengeruk sekitar 250 meterkubik sampah dan lumpur per hari. Cara kerjanyamirip buldozer yang meminggirkan lumpur atau tanah

yang mengendap ke pinggiran sungai.Selanjutnya, excavator akan memindahkannya ketruk.

Pembersihan di bawah jembatan

Untuk membahas efektivitas dari pengerukansungai ini, Buletin ILWI melakukan interview denganSawarendro, seorang pengamat dan praktisidibidang Watermanagement. Berikut ini adalah hasilwawancara tersebut.

Apakah rencana pengerukan di 13 sungaitersebut akan efektif untuk menanggulangi banjirdi Jakarta?Tidak ada satu single solusi yang dapat mengatasimasalah kompleks banjir di Jakarta. Pengerukansedimen di mulut sungai merupakan satu dari

sejumlah structural measures yang diperlukan untukmengurangi dampak banjir di Jakarta.Dalam 30-40 tahun terakhir ini tidak terjadipengerukan yang sistematis di mulut-mulut sungai diJakarta, sedangkan proses erosi di bagian hulu(upstream) terus berlangsung dan membawasedimen ke laut.Tumpukan sedimen ini menyebabkan kenaikan mukaair di sungai yang berdampak pada perluasandaerah banjir dan meningkatnya permasalahanbanjir.


4/13


Dengan melakukan pengerukan terhadap tumpukansedimen ini, maka bisa diharapkan muka air disungai akan menurun dan masalah banjir bisaberkurang.Pada mulut-mulut sungai terdapat tumpukansedimen setebal 3-4 m. Gambar 1 menunjukkantipikal profil memanjang dari dasar sungai di dekatmulut sungai.

Gambar 1: Tipikal profile memanjang dasar sungai di muara

Seberapa efektif pengerukan terhadap penurunanmuka air di sungai?Beberapa analisa, menunjukkan bahwa pengerukansedimen di mulut sungai cukup efektif untukmenurunkan muka air di sungai pada saat debit airpuncak. Pengerukan sedimen setebal sekitar 3 mdapat menurunkan muka air di sungai sampai 1 m.Gambar 2 menunjukkan tipikal hubungan antarapengerukan dan efeknya terhadap penurunan mukaair di sungai.

Efek kenaikan muka air di sungai

0.0

0.5

1.0

1.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Pengerukan tumpukan sedimen di mulut sungai

Kenaikanmu

kaairdi

sung

ai

Gambar 2: Tipikal efek pengerukan sedimen terhadappenurunan muka air sungai

Apakah setelah program pengerukan ini masihdiperlukan pengerukan berikutnya?Proses erosi di hulu telah terjadi pada masa lalu, kinidan masih akan terjadi di masa datang. Proses

sedimentasi di mulut sungai terjadi dalam prosesyang cepat dipengaruhi oleh kecepatan alir air yangrendah dan proses flokulasi (pertemuan air tawardan air asin yang menyebabkan bertambah beratnyapartikel sedimen).

Karena proses sedimentasi masih akan terusberlangsung, maka perawatan di mulut sungaidengan melakukan pengerukan secara berkalamerupakan suatu keharusan.Perawatan secara berkala dalam periode 2-5 tahunsangat dianjurkan.

Apakah masalah banjir ini bisa diselesaikandengan penyelesaian structural (mis pengerukan)ini?Penyelesaian masalah banjir harus dilakukandengan penyelesaian srtructural (teknis) dan nonstructural (institusional). Permasalahan utama seringterletak pada kelemahan institusional ini.

Kondisi mulut sungai

Sungai-sungai yang melalui Jakarta (Sumber: WJEMP study)

pengerukanpengerukan

Cik

eas

Gunung Putri

Katulampa

BOGOR

Empang

Jonggol

Cibarusa

Cika

rang

K.Bekas i

Cileungsi

Cis

adang

C.B.L.

Cikarang

K.Abang

K.

Blencong

K.

Marunda

CakungDrain

K.B

ua ra n

K.

Jatikramat

K.

Cakung

Pondok Gede

Cimanggis

Ciliwung

K.

Sunter

K .

C i p i n

a n g

K.

Baru

Tim

ur

Parung

CengkarengDrain

JAKARTA

Ciledug

SerpongCiputat

K.

Kru

kut

K.Ma mp a ng

K.G

rog o

l

K.

Sek

retaris

Sal

.Me

ruya

K.

Sepa k

K.W

etan

C i sad ane

Curug

Cimanceuri

AIRPORT

TANGERANG

K.Tahang

K.K

amal

Cira

rab

0 2 4 6 8 10 12 m

Ke Cianjur

Balaraja

K.P

esan

ggra

han

G. Pangrango

Scale bar

K .

A n

g k

e

Cileuleus

Cimanceuri

Sal.Mookervaart

1 2 3 45 6 7


5/13


Apakah kita sudah berada pada arah yang benar?Antisipasi genangan

Soekarno Hatta airport & Tol Sedyatmo

Airport Soekarno Hatta dan terutama fasilitas jalan tol menuju ke sana senantiasa menjadiperhatian publik, terutama pada saat musim hujandan air pasang. Bayangkan dalam kurun kurangwaktu satu tahun terakhir ini saja jalan tol tak mampudilalui sebanyak tiga (3) kali: November 2007,Pebruari 2008 dan Mei 2008. Pembangunan jalan tolyang berupa jembatan dengan elevasi berkisar 2 mdiatas jalan yang ada ini telah dirampungkan padaakhir 2008 ini.

Penampang jalan tol (sumber Kompas)

Tampang lintang jalan tol (2002)

Kontur Penurunan muka tanah di jakata(sumber: JICA 1997)

Pemancangan di jalan tol Sedyatmo

Pembangunan jalan/jembatan ini, masih menyisakanbeberapa pertanyaan yang menggelitik, seperti:

- Bagaimana grand design jalan tol ke depan?- Apakah jalan tol secara keseluruhan akan

dibuat berupa jembatan?- Apakah desian elevasi jembatan sudah

memperhitungkan sea level rise dan landsubsidence?

- Bagaimana kondisi ruas jalan eksisting padasaat datangnya musim hujan dan air pasang?

- Bagaimana keadaan airport di masa datang,akankah menghadapi permasalahan yangsama dengan jalan tol, bagaimana masa depanairport Soekarno Hatta ini?

Redaksi berharap ada tulisan dan input daripembaca untuk mendiskusikan hal ini.

Sodetan Grogol Pesanggrahan

Cidengriver

Petukangan canal

Krukutbawahriver

Kerendangriver

20

20

20 30 40

40

Muara karangriver

BandaraBandara

Sodetan Grogol Pesanggrahan

Cidengriver

Petukangan canal

Krukutbawahriver

Kerendangriver

20

20

20 30 40

40

Muara karangriver

BandaraBandara


6/13


Aquifer Storage and Recovery(ASR)sebagai alternatif penyimpanan air bawah tanah

Masalah banjir dan kekeringan merupakan suatu hal yang saling berkaitan dan merupakan suatu kesatuan. Ibaratdua sisi dari satu mata uang. Penanganan yang diidamkan adalah apabila perbaikan di satu sisi (penanggulanganbanjir) bisa pula memberikan efek beranting yang positif terhadap persediaan air di kala musim kering.Penyimpanan air di lapisan aquifer menjadi salah satu sistim yang menarik untuk diimplementasikan pada situasiseperti yang terjadi di Jakarta beberapa waktu ini.

Sebagaimana sudah disadari, persediaan airminum tidak dapat dipenuhi oleh air pemipaan. DiJakarta, hanya sebagian dari penduduk, yangkebutuhan air bersihnya disuplai oleh PALIJA.Sedangkan, sebagian besar dari sisanya memenuhikebutuhan air bersih dari sumber lain, terutama

pengambilan/penyedotan air tanah (groundwaterextraction). Tentu saja penyedotan air tanah yangberlangsung lama tersebut akan memberikanbeberapa dampak negatif yang telah dirasakanwarga Jakarta:

- Penurunan muka tanah (land subsidence) yangberdampak terhadap makin beratnyapermasalahan banjir. Semakin dalam danluasnya daerah genangan menjadi fenomenayang muncul.

- Penurunan muka air tanah yang berakibat padasemakin sulitnya mendapatkan air tanah danresiko kekeringan

- Intrusi air laut yang memasuki wilayah daratan ,

membuat kadar garam di air tanah semakinmeningkat.

Penurunan muka tanah berdampak semakin seringnya Jakartadi landa banjir

Dengan sederet permasalahan yangmenyertai penyedotan air tanah ini, tentu sajamenjadi pertanyaan apakah pengambilan air tanahmasih mempunyai masa depan ? Akankah

pengambilan air tanah masih mempunyai hak untuktetap exist?

Tentu saja, apabila pengambilan air tanahdilakukan tetap dengan cara seperti yang dilakukansekarang, maka argumentasi untuk tetapmempertahankan penyedotan air tanah menjadisemakin melemah. Perlu ada pola tertentu yang baru

yang lebih menjamin keberlanjutan dan kelestarian.

Sistim alamiah (kiri) dan fenomena intrusi air laut (kanan)

Salah satu kemungkinan untuk memberikansolusi yang berkelanjutan, adalah dengan

mengkombinasikan pengambilan air tanah inidengan ASR (Aquifer Storage Recovery). DenganASR ini dimungkinkan untukmemasukkan/menginjeksikan kembali air permukaanyang berlebih kembali ke dalam tanah. Melaluipipa/sumur, air diinjeksikan dan tersimpan di lapisanaquifer.

Sistim ASR

Air yang disimpan itu dapat digunakan kembalipada periode kering. Pengambilan kembali air tanahini dapat dilakukan melalui pipa/sumur yang samaatau pipa/sumur yang berbeda.

Kapan ASR layak untuk dipertimbangkan


7/13


Implementasi sistim ASR ini layak untukdipertimbangkan dalam kondisi berikut:

- Memperbaiki sistim suplai air yang ada- Terdapat periode basah dalam siklus tahunan

dimana tersedia air yang berlebih- Ada terdapat lapisan aquiferdi lapisan bawah

tanah. Lapisan aquifer yang mampu untukmenyimpan air ini dapat berupa pasir, batuanpasir (sand stone) atau batuan lanau (limestone)

Zona suplai air di lapisan aquiferdapat berupa airtawar (fresh), brackish atau asin.

Sistim ASR berfungsi juga untuk meblokir intrusi air laut

Kelayakan ASR

Kelayakan penggunaan ASR bergantungbeberapa parameter, terutama parameter yang telahdisebutkan diatas. Beberapa negara telahmenerapkan sistim ASR ini. Berdasarkanpengalaman di beberapa tempat, ongkos produksibervariasi dari USD 1.5 USD 10 per m

3air .

Mungkin saja harga produksi ini tergolong tinggi, dankemungkinan bisa diproduksi di Indonesia denganbiaya yang lebih rendah. Tentu saja, kita layakmemperhitungkan efek positif lainnya terhadaplingkungan dan pengendalian banjir. Bukankahpengambilan air tanah yang berdampak padalandsubsidence telah mengakibatkan infrastrukturbanjir (tanggul, pompa dsbnya) yang berhargamiliaran rupiah berkurang efektifitasnya.

Pemipaan pada sistim ASR

Referensi:Witteveen + Bos consulting engineer

Jakarta Watersupply development project

Kondisi hidrogeologi Jakarta (sumber: Jakarta Watersupply development Project, 1984)


8/13


Sumber: Kompas

Lubang biopori bisa cegah banjir

JAKARTA, KOMPAS salah satu penyebab banjir di jakarta adalah rendahnya serapan air ke dalam tanah.Lubang resapan biopori yang dikembangkan oleh institut pertanian bogor diharapkan bisa mencegah banjirsekaligus menghasilkan kompos dan menyerap karbon.

Pembuatan lubang resapan biopori (LRB) inidisosialisasikan Kamir RBratapengajar pada BagianKonservasi Tanah dan air Departemen Ilmu Tanahdan Sumber Daya Lahan IPB, di depan WakilGubernur DKI Prijanto, di Sekolah Jubilee, Sunter,Jakarta Utara Selasa(4/12).

LRB adalah lubang berdiameter sekitar 10sentimeter di tanah sehingga air bisa mengalir

masuk ke tanah. Di lubang itu dimasukkan sampahorganik yang diharapkan akan dimakan olehorganisme yang ada di dalam tanah. Dengandemikian, akan tercipta lubang-lubang kapiler kecil didalam tanah. Dengan adanya lubang kapiler didalam tanah, maka penyerapan air ke dalam tanahjuga semakin banyak.

"Selama ini yang terjadi, air hujan tidak bisa masukke dalam tanah sehingga terjadi genangan besardipermukaan. Air hujan yang bisa menjadi sumber airbersih dari tanah akhirnya tidak bisa dimanfaatkandan terbuang ke laut,kata Kamir.

Selain bisa mengurangi genangan di permukaantanah,sampah organik yangdimasukkan keLRB itu juga bisa menjadi kompos, yang berguna sebagaipenyubur tanah.

Menurut Kamir,LRB inisebenarnya sudah diciptakansejak tahun 1976. namun LRB tidak popular karenamemakai teknologi yang sangat sederhana sehinggakurang menarik.

Wakil gubernur DKI Jakarta Prijanto mendengarkan penjelasan Ir.Kamir R Brata MSc, pengajar pada Institut Pertanian Bogor,mengenai pembuatan lubang resapan biopori, selasa (4/12)

Pembuatan, LRB sangat mudah, hanya memakaibor tanah. Setelah itu, masukkan sampah organic.Sangat sederhana. Saya sudah pernahmemperkenalkan LRB ke beberapa pihak, tetapitidak ada tanggapan. Baru bulan Februari lalu,ketika banjir besar terjadi di Jakarta, orang mulaimelirik LRB, ucap Kamir.

Bisa dilakukan siapa saja

Selain memakai teknologi sederhana LRB juga bisadilakukan siapa saja dandi mana saja. Di halamanseluas50 meter persegi, bisa dibuat sebanyak 20-40LRB. Jarak pembuatannya tidak diatur, asalkan letaklubang tidak bersebelahan.

kedalaman lubang ini sebaiknya tidak lebih dari satumeter karena organisme di dalam tanah jugamemerlukan oksigen. Jika terlalu dalam,dikhawatirkan oksigen tidak masuk hingga kedalarn," kata Kamir.

Untuk peralatannya, yakni bor tanah, IPB juga telahmenciptakan khusus dan dijual dengan harga Rp

175.000 per buah. alat ini tidak perlu semua orangpunya. Cukup dikoordinasi oleh RT/RW setempat,dan pemakaian alatnya digilir dari satu rumah kerumah lain, ujar Kamir.

Satu-satunya kewajiban yang harus dilakukanManusia dalam penggunaan LRB Ini adalahmemberikan pakan berupa sampah organik padaperiode tertentu. Sampah organik yang dimasukkanke lubang akan menjadi humus dan tubuh biotadalam tanah, tidak cepat diemisikan ke atmosfersebagai gas rumah kaca. Dengan demikianpemanasan global pun dikurangi.

Bandingkan jika kita membiarkan sampah itu tetapdi permukaan. Sampah itu akan melepaskan karbonke udara, yang membuat semakin banyak gas rumahkaca di atmosfer," lanjutnya.

Dengan upaya yang tidak terlalu berat namun hasilyang dicapai sangat luar biasa ini, seharusnya wargaJakarta sudah mulai membuat LRB di rumahnya.Dengan demikian, genangan yang selalu terjadisetiap kali hujan di jakarta bisa dikurangi.


9/13


Sumber : World Water volume 30

Creative engineering solves flooding and traffic problemsin Kuala Lumpur

Malaysian capital Kuala Lumpur is waiting for the next monsoon rains to see how a new combined road and floodrelieftunnel performs. Andrew Mylius of Mott MacDonald reports on the construction of the world's first twinsystem thatcombines a storm water channel and a motorway designed to divert floodwaters and relieve trafficcongestion.

Karstic limestone is fascinating from ageological perspective. It is highly susceptible toerosion - over eons, water dissolves rock away,turning small fissures into gaping holes. Karsticlimestone formations are jagged with cliffs,overhangs, pinnacles, canyons, and networks ofcavities. Steady mining away of limestone beneaththe ground periodically results in the opening up of

sink holes on the surface as overlying ground losessupport and collapses into a void.

In Kuala Lumpur, Malaysia, the rock "can belike Swiss cheese," according to Arthur Darby, headof tunneling at Mott MacDonald, a global engineeringconsultancy. There, tin working pock-marked thelandscape and left drifts of mine tailings behind,complementing the natural decay of the rock. One ofthe world's largest tunnels has been bored throughthis rock.

The Malaysian government has set out toprevent frequent severe flooding of its capital byconstructing a vast storm water storage anddiversion tunnel, completed in July 2007. A diversion

had been talked about for years, but heavy floods inApril 2001 pushed the government to take urgentaction.

The Ampang and Kiang Rivers flow into KualaLumpur from the northwest and merge. Theenlarged Klang then sweeps past the city's famousPetronas Towers and its commercial district,discharging into the Strait of Malacca south of thecity.

The 9.7-km-long, 11.8-m-diameter flooddiversion tunnel will draw off flood water from theconfluence of the Kiang and Ampang, and carry itsouth under the city center to join the Kerayong River just before it, in turn, merges with the Kiang

downstream of Kuala Lumpur."Local legislation dictates that you can't tunnelunder private property,Darby noted. Land ownershiprights extend to the center of the earth. The tunneltherefore follows government territory, tracing theroutes of several major highways. "A number ofcircumstances came together and shaped thisproject," he continued.

Kuala Lumpur suffers from chronic trafficcongestion in addition to acute flooding. Thegovernment had been searching for a way toincrease road capacity, and was also keen to reduce

its outlay on what promised to be a pricey piece ofnew flood relief infrastructure.

The government engaged in an optioneeringexercise by inviting the construction industry tosuggest how the flood relief tunnel should bedesigned and built. Two Malay contractors, MMCand Gamuda, originated the idea of using the central

3 km of the tunnel to carry traffic during dry weather,relieving congestion on the roads above. Motoristscould be charged to use the new subterraneanexpressway; a private sector company could takeresponsibility for building that section, recouping itscosts through a 40year toll road operatingconcession. The dual-purpose structure was dubbedSMART, standing for storm water management androad tunnel.

Work on SMART started in summer 2001.Local firm Sepakat Setia Perunding (SSP) wasappointed as prime designer, joined by MottMacDonald, supplying specialist tunnel and hydraulicdesign services. Mott MacDonald also acted asclients agent during construction, sorting outtechnical issues and assuring quality.

MMC and Gamuda had been involved indeveloping early concepts for flood relief that gaverise to the SMART solution, and formed a jointventure to build and operate the toll road concessionin January 2002. They also won the 4.1-km oftunneling south of the dual-purpose section with theGerman firm Wayss & Freitag securing the northern


10/13


5.2 krEL The 48-month construction program startedin mid-2005. Total project cost is dose to US$ 595million.

One of two tunnel borring machines used to excavate thecombined road and flood relief tunnel in Kuala Lumpur,Malaysia.Photo by Mott MacDonald

Only one viable tunneling technique - boredtunnel - could minimize disruption at street level, Cutand cover would have involved lengthy roadclosures. Though used for excavation shafts servingthe tunnel, drill and blast excavation was consideredtoo risky a tunneling option Kuala Lumpur'sunpredictable ground. One of the characteristics ofkarstic limestone is pocket of water, flowable silt oralluvium within the rock formation. Breakingexplosively through rock bulkhead might havereleased a torrent into the tunnel, while sudden lossof earth pressure could have triggered groundcollapse, opening a sinkhole in street above.

Tunnel boring machines (TBM) offered scope

to advance cautiously and respond to changing Fundconditions - rock strength ranged from 10 MPa(Mega Pascal)to 115 MPa. The contractors ordereda pair of Herrenknecht Mixshield slurry pressurebalance machines for the job. To help tunnelersgauge the ground ahead, they were equipped withforward probes, while grout injection wasincorporated so that water-bearing fissures could befilled or loose silts and alluvium consolidated. Thiswas important to prevent excessive volumes ofgroundwater flowing in through the tunnel face,affecting the water table in the surrounding area. Italso ensured that grout used to fill the annulusbetween tunnel lining and excavated diameter wouldnot be lost in networks of fissures or chambersaround the tunnel. Consolidating alluvium or silthelped guard against instability collapse.

But even with bespoke tunneling equipmentthe ground promised to be difficult. Extensiveinvestigation and ground improvement from thesurface preceded the TBMs, and as they advanced"the contractor operated a short of rolling sitecompound," said David Parks, Mott MacDonald'schief resident engineer on the project. "The roadabove the TBM was cordoned off and the surfacemonitored constantly for signs of settlement or

heave.Rapid response gangs were on call tostabilize the ground if collapses occurred - and theydid. Sinkholes were unavoidable," park said. Evensmall disturbances caused by vibration in the groundaround the TBMs could trigger the settlement ofmaterial that had been poised over a long existentcavern. Sinkholes could be anywhere from 5 m indiameter to 15 m.

Parks says that in the main settlement was notan issue. "You mainly got under 5mm, butoccasionally got 5 m," he said. Despite thoroughchecks and ground consolidation, he admitted feelingnervous when the tunnel passed beneath the Starexpress rail link connecting the city center to theairport. "We were driving under a railwayembankment that carries 120km/h express trains,and either side of that were commuter lines.Preparations were extremely thorough and wecoordinated closely with the rail authorities

We also went past three high tension pylonscarrying 11 kV cables. They had to be underpinned."Progress past railway and pylons were ultimatelyuneventful.

Junction boxes to house on off road ramps were constructedin advance of the drives with contiguous piled walls. In KualaLumpurs hollowed out karstic limestone, finding competentrock frequently required deep bores, and in places anchorswere required to compensate for insufficient cantileverstrength. Schematic provided by Mott MacDonald

SMART design

The rivers that converge on Kuala Lumpurhave always been flood prone, but changing landmanagement practices in the rivers' catchments andrapid urbanization in and around Kuala Lumpur havemade flooding very much more frequent.

Transformation of forest into agricultural landand the incessant march of roads and houses acrosspreviously Greenfield land mean rainfall is runninginto watercourses faster and in greater quantities.Siltation has reduced the rivers' conveyancecapacity. Ponds and lagoons that used to provideflood storage have been filled and developed. And in


11/13


Kuala Lumpur, development has hemmed in rivers;piled river walls, building and viaduct piers, andbridge decks constrain river flow.

In Kuala Lumpur, 5,700 ha are prone toinundation. For the city's 1.3 million residents, flashflooding is so frequent that it is regarded as justanother chore of city life. Each flood has economicrepercussions, meting out damage and bringing thecity to a standstill. And the frequency of lifethreatening floods has increased dramatically Therewere five severe floods between 2000-2004compared with four in the whole of the 1990s, threein the 1980s, and one a decade earlier in the 20thcentury.

Tunnel boring machines advanced cautiously throughchanging ground conditions. Photo by Mott MacDonald

SMART is designed to cope with three floodmodes-floods of up to 70 m

3 /second, up to 150

m3/second, and of more than 150 m

3/sec. In addition

to diverting floodwater under central Kuala Lumpur,the tunnel will provide some 3 Mm3 of storagecapacity. At the head of the tunnel is a holding basin,and at its toe is a 1.4-Mm3-attenuation pond. Thiswill enable the peak of the flood to be held back untilwater levels have subsided slightly downstream ofKuala Lumpur.

Putting 3 km of road into a flood relief tunnelposes some interesting strength, durability, andoperational challenges. The tunnel may be floodedup to 12 times a year with frequency increasing overtime.

"The concession company wants to recoup itsoutlay as fast as possible, so any time the road isclosed because of flooding is time it's not generatingrevenue from tolls," Darby explained.

Traffic runs through the tunnel on two decks -each deck carrying traffic in a different direction, withtwo running lanes and an emergency lane.Clearance height is only 2.55 m, restricting traffic tocars and light vans. Vehicular access to the tunnel isvia ramps that branch off. "There are bifurcations ateither end of the road section," Darby said.

Water is able to flow through the tunnel, underthe lower deck, without interrupting traffic flow inmost flood conditions. Double sets of guillotine-style

steel gates at either end of the road section seal it offfrom the rest of the tunnel, enabling it to remain dryand operational even when the sections either sidehave been filled. Outer gates measuring 7 m highand weighing 40 t provide a first line of defense.Inner gates weighing 26 t apiece individually protecteach deck.

It is possible to entirely fill the rest of the tunneland maintain traffic over the central section, but thisposed a structural challenge. When full, there can beas much as 20 m head of water above the level ofthe lower deck, subjecting it to an uplift pressure of 2bar. This has been resisted by heavily reinforcingthe joint between the decks and tunnel walls. Cast insitu walls have been created within the tunnel'ssegmental lining. At the tops and bottoms of thewalls are shoulders supporting the decks, which havebeen constructed by pouring a reinforced concretetopping over precast concrete planks. The decksand walls form a monolithic box structure that is bothfixed and wedged immovably within tunnel.

The SMART design will enable floodwater to flow through thelower deck without interrupting traffic. Photo by MottMacDonald

To prevent even a trickle of water seeping intothe road tunnel its C40 concrete walls and deckswere designed to resist early age thermal cracking.Peak concrete curing temperatures were restricted to60'C by partially replacing cement with pulverizedfuel ash (PFA). Decks were inundated to promoteautogenous healing of cracking that did occur.Construction joints were fitted with re-injectable groutseals.

The tunnel's conveyance capacity is restrictedwhile the road decks are dry and in use. For highintensity flooding, occurring once or twice a year, theroad decks will have to be cleared of traffic and thegates opened.

Operation of the SMART tunnel involvesconstant meteorological surveillance. It is reckonedthat theconcessionaire will have 45 minutes warningofan impending flood, if expecting a category threeflood, requiring inundation of the road decks, thegates will normally be raised, allowingwater levels torise slowly and steadily.


12/13


But we had to anticipate vehicles breakingdown or crashing," Darby said. The upstreamholdingpond and the capacity of the dedicated floodonly section of the tunnel will offer the concessionairean additional hour in which to clear the road decks."Then the gates can be opened," he added. Thisscenario raised a new concern. When the tunnel isfull of water the road section is like a submarine, withwater pressing at the downstream and upstreamgates. As soon as they are raised it will surge alongthe road decks from both ends.

Tracing a zigzag route under Kuala Lumpurs streets requiredthe TBMs to be unusually manoeuvrable, with a tight steeringradius of 250 m. tunneling kicked off from an alongatedventilation shaft in the middle of the SMART, and despitedifficult ground, tunneling advanced at up to 20 m a day.

"We were concerned that pressure generatedby the surge could exceed ground pressure," Darbyrecalled. Though segments making up the tunnellining are bolted together, the constant pressure ofthe surrounding ground holds the lining together,

rather like masonry bridge is by gravity. "There wasa scenario where you had water racing down thetunnel from the top and up from the bottom, in whichthe lining could have been blown apart. We couldn'teven contemplate that, and incorporated surge shaftsto ensure pressure is dissipated," he explained.

The surge shafts serve dual roles. Two areprovided at the ends of the road section by the onand off ramp structures and another two, mid-tunnel,double as ventilation shafts.

Floods typically last only a few hours, but peakwater velocities are expected to be as high as 4.7m/second. Screens will keep large debris out of thetunnel, and the high flow velocity is expected toprevent sedimentation. Concrete has been resincoated making the tunnel relatively easy to spraydown when flood waters fall. The tunnel operatorshould be able to open it to traffic within 48 hours.

Construction of tunnel section is underway. Photo byMottMacDonald


13/13


in the fields of:

land reclamation polder system (technical & institutional) water management & urban drainage coastal management geotechnical engineering

network development & knowledge exchange

Your partner inland reclamation & water management

Alamat:Jl. Rajawali II No. 5A

Manukan, Condong Catur

Yogyakarta

Indonesia 55283

Email:[email protected]

MengucapkanSelamat Tahun Baru

2009

Wishing you happyand prosperous

New Year

Documents

Ilwi Buletin No 01-2009