Mengenal Sistem Drainase pada Jalan Rel Kereta Api

0
202
drainase lereng kereta api

Pendahuluan

Sistem Drainase pada jalan rel atau jalur rel kereta api sangat penting peranannya untuk menjaga stabilitas dari tubuh ban / subgrade. Pengertian dari Drainase sesungguhnya adalah proses mengangkatan gaya berat air ( gravity water) dari masa tanah untuk menjaga kondisi tanah stabil. Sesungguhnya drainase dapat klasifikasikan  dalam 2 kategori yaitu (i).Surface drainase dan (ii). sub-surface.

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai sistem drainase pada jalan rel kereta api yang biasa digunakan dalam pelaksanaan pembangunan jalan rel kereta api. Dalam artikel ini kita juga akan membahas mengenai jenis sistem drainase yang digunakan dalam pembangunan jalan rel kereta api.

Fungsi drainase pada jalan rel kereta api

  • Menghindarkan genangan air pada jalan rel/ tidak terjadi pengembangan tanah/tidak terjadi pemompaan butir halus.
  • Mengurangi pengaruh air pada konsentrasi tanah/ badan rel tetap kuat.
  • Lalulintas kereta api tidak terganggu oleh genangan air.

Pentingnya pembuatan drainase.

Pentingnya dalam pembangunan drainase pada jalur rel kereta api, akibat dari pengembunan pada kekuatan dan dasar tubuh ban (subgrade) sudah diterangkan seperti paragraf diatas.  Pembuatan drainase ditujukan untuk menghindari hal-hal sebagai berikut :

  • Terjadinya pengembunan track pada kondisi beban berat dan cepat, cenderung menyebabkan terjadinya deformasi pada tubuh ban / subgrade yang dapat menyebabkan dudukan serta stabilitas track berkurang.
  • Aliran air yang dibentuk karena tidak efesiennya drainase akan mengakibatkan tubuh ban bergeser dan mengarah kepada longsoran. Dalam hal pengembunan yang besar menyebabkan terjadinya pengangkatan permukaan tanah yang mengarah pada pembengkakan tubuh ban karena tanah mengembang dan penurunan pada area yang masih kering.
  • Beban dinamis yang menekan  tanah basah memyebabkan terbentuknya lumpur yang mana lumpur tersebut  akan naik dan  masuk kedalam sela-sela batu-batu  ballast, melapisinya yang menyebabkan berkurangnya elastisitas ballast. Aliran air pada permukaan dan dibawah permukaan akan menyebabkan penggerusan tanggul ballast.
  • Bila drainase dengan konstruksi yang benar tidak dibuat maka dapat mengarah pada anjloknya kereta api ( derailment).

Baca Juga : Mengenal sinyal mekanik pada kereta api

Tipe Drainase

Kebutuhan sistem Drainase adalah Suatu system drainase yang baik akan menghalangi dan menjaga dengan berbagai cara butiran- batiran air mencapai subgrade.

Berikut adalah tipe-tipe sistem drainase pada jalur rel kereta api dibagi dalam tiga kategori :

  1. Permukaan (Surface drainage);
  2. Bawah tanah ( Sub surface drainage)
  3. Lereng (Slope Drainage) merupakan bagian dari drainase permukaan.

Drainase permukaan (Surface drainage)  :

Adalah metode mengumpulkan dan mendistribusikan air hujan ( surface run-off).  Drainase permukaan ( surface drainase ) termasuk juga drainase lereng.

Syarat-syarat pembuatan sistem  drainase permukaan ( Surface drainage)

Drainase Permukaan   harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

  • Air permukaan harus segera hilang dari sisi saluran dengan bentuk formasi melengkung ( cambering formation) ,  dan persyaratan  sisi miring yang sesuai. 
  • Penempatan saluran sebaiknya   berada diatas antar  permukaan tanah dimana air permukaan antar  area  tidak mengalir ke saluran.
  • Sisi saluran  mempunyai bagian yang cukup  menampung air dari atas mencapai saluran seperti air permukaan dari saluran track. 
drainase permukaan di jalan rel kereta api

Drainase permukaan terdiri dari :

  1. Side drains : air permukaan  dari track yang datang dari atas dikumpulkan dalam penampungan samping dan dialirkan  ketempat yang lebih rendah secara natural atau  pada tempat penampungan air.
  2. Dengan pembuatan kerja saluran yang memotong track seperti jembatan dan culvert untuk buangan air permukaan dari saluran samping dan antar area.
  3. Dalam hal adanya kemiringan yang melintang berdasarkan kondisi kontur alam, saluran sisi dapat dibuat pada posisi yang lebih tinggi dari track. Air dari track pada sisi yang lebih rendah akan mengalir keluar secara natural.

Drainase bawah tanah (Sub surface drainage) :

Juga dikenal sebagai dewatering. Ini adalah drainase dalam proses mengangkat air dari pondasi pit, bila kondisi berada dibawah muka air tanah atau apabila dikelilingi oleh coffer dam . Tujuan dari dewatering pada pembuatan dam adalah : menjaga tanah tetap kering, sehingga penggalian dapat dilakukan dan pengerejaan pengecoran beton bila diperlukan dapat dilakukan.

Hal yang sama untuk drainase jalan raya dan jalur kereta api, dimana drainase berfungsi supaya tanah dasar pada tubuh ban (subgrade) kereta api tetap kering. Permanent dewatering diperlukan menghilangkan air gravitasi tanah untuk membuat struktur tubuh ban kereta api dapat bertahan lama sesuai umur rencana.

Bagaimana pentingnya kegunaan dari drainase yang efesien pada jalan raya sudah umum dijelaskan secara detail pada kontruksi pembuatan jalan. Perlunya mempersiapkan drainase pada jalur kereta api masih jauh lebih besar kegunaannya, karena peningkatan kadar kandungan air (embun) dapat menurunkan daya dukung (bearing power) tanah dasar (subgrade).

Penurunan daya dukung tanah bagaimanapun dapat menyebabkan juga subgrade tidak stabil. Faktor nilai keselamatan akan sangat banyak berkurang bila tidak stabilnya subgrade. Dalam hal jalan raya, penetrasi air permukaan kedalam subgrade dapat secara efektif dikontrol dengan pemasangan batu ( bituminous treatment) pada bagian atas subgrade, dan penempelan tanah berumput pada sisi miring (side slope).

Pola penanggulangi ini tidak mungkin dilakukan pada jalur kereta api dimana air permukaan mengalir kedalam subgrade melalui ballast. Suatu jalur kereta api merupakan sasaran   gerakan aliran air  dalam berbagai cara:

  • Air dari hujan dan embun. 
  • Aksi  kapiler dari air bawah tanah (subsoil)
  • Air terperangkap dibawah track oleh proses gravitasi (seepage)  diantara lapisan yang terdapat  pada subgrade melalui  gerakan kapiler.
  • Air  ditahan oleh pori-pori masa tanah melalui  gerakan  hydroscopic.
contok sistem drainase permukaan di jalan rel kereta api

Gambar drainase pada jalur kereta api diatas adalah Ilustrasi bagaimana air dari berbagai sumber mendapatkan jalannya ke subgrade. Berbagai metode digunakan untuk menghilangkan air permukaan (surface water),  dan air bawah tanah (subsurface water) dari subgrade dan hal ini dikenal sebagai drainase track (track drainage).

Bila tidak ada aliran air secara natural mengalir dari tempat yang lebih tinggi tersebut pada alinyemen, misalnya terdapat  suatu jarak bentangan yang relative besar pada kondisi area tersebut, maka jembatan atau culvert dapat dibuat untuk tujuan untuk mengalirkan air dari tempat yang lebih tinggi (lihat drainase lereng).  

contoh drainase bawah tanah di jalan rel kereta api

Syarat-syarat  drainase bawah tanah (sub-surface drainage)

Drainase bawah tanah (Subsurface drainage) tidak hanya  untuk tujuan pembuatan konstruksi, tapi juga membantu meningkatkan sifat tanah. Ini membantu menstabilkan tanah. Dalam hal fine grained soil meskipun kwantiti dari air yang dipindahkan tidak banyak, peningkatan darisifat tanah cukup memadai. Subsurface drainage juga membantu mengurangi aksi tekanan hidrostatik pada struktur dasar. Metode sub surface drainage digunakan terutama pada lapangan tertentu  tergantung pada karakteristik tanah.

Sub-surface haruslah memenuhi persyaratan sbb :

  • Batas permukaan air tanah haruslah cukup  rendah untuk dapat  mengalirkan air dari drainase seperti yang diperlukan  untuk drainase jalan raya.
  • Saluran air berbentuk bundar (Water logged area) memerlukan penanggulangan seperti yang dibutuhkan pada  jalan raya.
  • Sejauh mungkin alinyemen track haruslah secara natural tembus air masuk kedalam tanah (pervious naturally drained soil). Texture tanah yang kasar sangat baik untuk drainase sub-sistem cepat.

Perubahan dari kandungan air/embun (moisture content ) pada subgrade tanah  haruslah memperhitungkan penggunaan sebagai berikut :

  1. seepage* water  dari  area antara.
  2. Meningkatnya kadar embun (moisture content ) karena  aksi kapiler.

*= seepage  adalah aliran air dibawah tekanan gravitasi pada permeable medium. Aliran air terjadi dari tempat yang tinggi  ketempat yang lebih rendah.

1. Seepage water adalah drainase haruslah didisain yang mampu untuk mencegah /menghentikan penetrasi air (ingress). Masalah seepage, air mendapatkan  jalurnya kedalam subgade lebih parah (acute) pada posisi track memotong formasi tanggul. Masuknya air secara natural ke subgrade atau formasi dapat dicegah dengan cara sebagai berikut.

  • Dengan membuat saluran penangkap pada puncak pemotongan, saluran penampungan air ini haruslah membentuk slope memanjang yang pembuatannya harus secara teknis tepat konstruksinya. Dengan demikian air yang  dihasilkan dari area tangkapan air (catchmen area) diatasnya dan perembesan dapat ditampung dan dialirkan ketempat pembuangan. Bentuk  ini mengurangi air masuk kedalam track, melalui seepage dan juga bagian dari sisi aliran air yang diperkeras yang berarti  berfungsi untuk menggontrol air permukaan dengan cara lebih ekonomis. Bila memungkinkan saluran tangkapan air ini harus diperkeras  dengan demikian seepage water tidak masuk kedalam track subgrade. 
  • Dengan merendahkan batas permukaan air ( Lowering water table). Saluran penghadang ini ( blind drain) terdiri dari batu-batu pecah yang besar (rubble and  boulder), segera dibuat yang ditempatkan dibawah sisi saluran yang diperkeras. Pipa  yang dilobangi digunakan untuk mengalirkan air yang mengumpul di bawah tanah seperti ditujukkan dalam gambar M4. Pipa ini dihubungkan pada tempat air yang terkumpul (sumps) dari mana air dipompa keluar. Alternativ lain adalah pipa  mengalirkan air buangan tersebut ke tempat pembuangan air secara natural.  Gambar menunjukan penampang dari track dengan posisi tangkapan (catchwater) saluran, sisi saluran ( side drain) dan saluran yang dibuat dari susunan batu pecah (rubble drain) berada dibawah sisi saluran. 

contoh drainase bawah tana pada jalan rel kereta api

2. Meningkatnya kadar embun (moisture content ) karena  aksi kapiler adalah Air kapiler ditangkap dengan salah satu cara sebagai berikut :

  • Dengan menggunakan lapisan yang tembus air (pervious layer) dalam tanggul ( embankment ) seperti gambar dibawah ini.
sistem drainase jalur rel kereta

Dalam hubungannya bahwa air permukaan  untuk tidak mencapai tanah dibawahnya  maka dipasang saringan . Air yang datang dari atas dikeluarkan dari sisinya. Air yang datang dari bawah dicegah masuk keatas melalui aksi kapiler, dengan cara memasang penghambat kapiler yang terdiri dari  butiran pasir kasar. Dengan memasang saringan  (inverted filter ) dari material yang tembus air (pervious material)  yang ditempatkan  dibawah ballast (Gambar dibawah).

drainase jalan rel kereta api

Drainase lereng.

Jenis drainase lereng :

  • Selokan punggung / saluran terbuka yang memanjang dipunggung lereng
  • Selokan tengah /saluran terbuka yang memanjang ditengah lereng
  • Selokan penangkap/ saluran terbuka yang memanjang dikaki lereng
  • Drainase kombinasi / kombinasi antara tegak dan miring.
drainase lereng jalan rel kereta api

Tampak atas lereng (Penampang atas dari drainase lereng).

drainase lereng  jalan rel kereta api

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here