Mengapa Terowongan di Tanah Loess Butuh Evaluasi Risiko Khusus?
Tanah loess yang tersebar luas di Tiongkok bagian tengah dan barat menutupi sekitar 631.000 km² atau 6,6% dari total daratan. Struktur tanah ini sangat rapuh, mudah melembek jika terkena air, dan memiliki sambungan vertikal yang berkembang, sehingga terowongan yang dibangun di bawahnya sangat rentan terhadap longsor, runtuh, dan deformasi besar.
Penelitian oleh Han dkk. (2023) menyajikan model evaluasi risiko komprehensif berdasarkan teori permainan dan model cloud, yang secara khusus dirancang untuk mengatasi kompleksitas dan ketidakpastian dalam pembangunan terowongan di tanah loess.
Studi Kasus: Terowongan Luochuan di Jalur Kereta Cepat Xi’an–Yan’an
Terowongan Luochuan sepanjang 4.140 meter dibangun dengan kedalaman maksimal 64 meter, melintasi tanah loess yang rapuh dan struktur bawah tanah lainnya seperti rumah warga, pabrik, dan jalan. 70% dari panjang terowongan merupakan bagian dangkal—yang sangat berisiko. Di sinilah sering terjadi:
- Retakan tanah dan kerusakan bangunan permukaan
- Deformasi besar pada lengkung terowongan (hingga 436,5 mm)
- Limpasan air hebat saat hujan badai (26 Juli 2022)
- Runtuhan tanah dan jatuhnya blok dari dinding terowongan
Semua kejadian ini mencerminkan bahwa risiko pada pembangunan terowongan loess sangat kompleks dan dinamis, sehingga butuh pendekatan evaluasi risiko yang fleksibel dan akurat.
Solusi: Kombinasi Teori Permainan dan Model Cloud
Peneliti mengembangkan pendekatan baru berbasis dua pilar:
- Model Cloud:
Digunakan untuk menangani data yang tidak pasti, kabur, dan memiliki variasi tinggi. Model ini memetakan nilai kuantitatif (misalnya kedalaman, diameter) ke dalam konsep kualitatif seperti “berisiko tinggi” atau “cukup aman”. - Teori Permainan:
Digunakan untuk menggabungkan bobot subjektif (dari pakar, via AHP) dan bobot objektif (dari data, via metode entropi). Ini menghindari dominasi persepsi manusia dan menjaga keseimbangan dalam evaluasi.
Struktur Evaluasi: 15 Indikator Risiko
Evaluasi dilakukan dengan 15 indikator utama yang terbagi dalam empat kategori:
- Kondisi geologi alami (misalnya: jenis batuan, curah hujan, kemiringan)
- Parameter karakteristik terowongan (misalnya: kedalaman, panjang, diameter)
- Teknologi konstruksi (misalnya: metode penggalian, forepoling, pelapisan)
- Manajemen keselamatan (misalnya: pengukuran monitoring, kualitas manajemen, perlengkapan, keterampilan pekerja)
Setiap indikator diukur, diklasifikasikan ke dalam 5 level risiko (dari tidak ada risiko hingga risiko sangat tinggi), lalu dihitung nilainya melalui forward cloud generator.
Studi Evaluasi: 10 Titik Pengamatan di Lapangan
10 lokasi sepanjang terowongan Luochuan dinilai menggunakan model ini. Hasil penilaian mencerminkan fakta lapangan:
- DK198 + 877: Risiko tingkat V, terdapat limpasan air, deformasi berat, dan retakan permukaan besar.
- DK198 + 593: Risiko tingkat V, deformasi mahkota mencapai 436,5 mm dan memperparah infiltrasi air hujan.
- DK198 + 663 & DK198 + 558: Risiko tingkat V, berada di bawah area pemukiman dengan dukungan lemah.
- DK196 + 840 & DK196 + 760: Risiko tingkat III, kedalaman cukup aman, dengan deformasi terkendali.
- DK198 + 680: Risiko tingkat II, memiliki dukungan struktural tinggi dan deformasi minimal.
Semua prediksi konsisten dengan data deformasi dan kejadian aktual selama konstruksi, membuktikan bahwa model ini sangat akurat dan aplikatif.
Manfaat Nyata dari Model Kombinasi Ini
Model ini berhasil menjawab masalah evaluasi risiko terowongan di lingkungan kompleks, terutama di lokasi dengan:
- Tanah rapuh dan mudah longsor
- Curah hujan tinggi
- Struktur permukaan padat (rumah, jalan, fasilitas umum)
- Minimnya data real-time dan monitoring
Dengan menggunakan kombinasi AHP + Entropi + Game Theory + Cloud Model, peneliti:
- Mendapatkan bobot variabel yang akurat dan seimbang
- Mengeliminasi dominasi subjektivitas manusia
- Mendekati risiko aktual di lapangan dengan presisi tinggi
Rekomendasi dari Penelitian Ini
- Tingkatkan penguatan tanah di area berisiko tinggi
Gunakan grouting, semprotan semen, atau bahan anti-air tambahan. - Perkuat sistem monitoring real-time dan feedback informasi
Pasang alat pemantau deformasi permanen, sistem peringatan dini berbasis data. - Tingkatkan pelatihan teknis untuk pekerja lapangan dan pengawas
Pastikan bahwa SOP evakuasi dan tindakan darurat sudah dipahami semua pihak. - Gunakan hasil model ini dalam fase perencanaan proyek baru
Karena model ini bisa diadaptasi untuk proyek serupa, tidak hanya di Tiongkok tapi juga di negara lain yang memiliki tanah serupa seperti Iran, Turki, bahkan Indonesia.
Kesimpulan
Penilaian risiko pada pembangunan terowongan loess tidak bisa menggunakan pendekatan statis dan linear. Model gabungan berbasis teori permainan dan model cloud yang ditawarkan dalam studi ini:
- Menangkap dinamika dan ketidakpastian risiko secara akurat
- Konsisten dengan hasil deformasi dan kerusakan nyata
- Layak dijadikan alat bantu perencanaan, eksekusi, dan pengawasan proyek
Ini bukan hanya langkah akademis, tetapi rekomendasi teknis langsung bagi praktisi teknik sipil, manajer proyek, dan pembuat kebijakan dalam pembangunan infrastruktur bawah tanah.
Sumber : Han, B., Jia, W., Feng, W., Liu, L., Zhang, Z., Guo, Y., & Niu, M. (2023). Safety risk assessment of loess tunnel construction under complex environment based on game theory-cloud model. Scientific Reports, 13, 12249.