HYDRANTULA 技术概览： 海岸工程建设的创 新技术 面向海岸研究团队的技术简介

3 1 2 HYDRANTULA 技术概览 HYDRANTULA 技术总览 产品说明 HYDRANTULA 是一项用于建造永久性海洋混凝土结构的先进技术，采用由塑料管材 和接头构成的模块化、不可拆卸模板。在实际工程中，HYDRANTULA 结构是在预先 装配好的塑料“骨架”内、直接在水下或潮间带浇筑而成的钢筋混凝土三维框架。 该系统最初是为码头、栈桥、挡土结构、 近岸平台和水上房屋而开发的。先在岸上 用塑料节点和 HDPE 管材装配出轻质三维网架，随后安装到海 床上，并自下而上泵送混凝土进行填充。 封闭腔体内的水被排出，混凝土硬化后在 塑料外壳内形成坚固的整体框架。 HYDRANTULA永久性模板可直接替代桩、板桩、混凝土浮箱和铝制甲板结构。其关键 优势在于大幅降低建造三维海洋混凝土框架的成本与复杂度，使原本只属于油气特大型 项目的设计，也能为中型开发商、游艇码头和滨海住宅项目所用。 • 专有连接元件（接头/节点）— 带多个管接口的专利塑料连接件； • 由标准 HDPE 给排水管材切割而成的梁； • 钢筋与微纤维混凝土，按标准大宗产品在当地采购。 2.1. 系统理念 HYDRANTULA 研发、制造并销售用于在水下或潮间带浇筑混凝土的永久性（不可拆 卸）模板。即装即浇的模板由以下部分组成：

4 1. 接头系统与模块化节点 • 传统三维钢框架节点造价高昂，因为每一种角度和几何形状都需要定制加工。 • HYDRANTULA 用滚塑成型（rotomolding）的聚乙烯接头取代钢制或铝制节点， 使管接口之间几乎可实现任意角度（0°-80°，任意方位角）。在这种几何灵活性上，金 属加工实际上无法与之竞争。 • 在某一接口处任意两根管轴之间 0°-80° 的角度范围，覆盖了斜撑及非正交空间框 架的全部几何族。对于正交框架 — 即管材须以 90° 相交 — HYDRANTULA 通过普通塑 料套管予以解决，因此正交布置完全可在标准接头范围内实现。 2. 二元承口（Binary Socket） •若为每一种可能的角度和朝向单独制造接头，将产生成千上万个库存单元 （SKU）。HYDRANT ULA 通过二元承口理念解决了这一问题。 •每个接头都预制有一组潜在接口。在现场，安装人员使用筒钻只打开某一节点所需 的承口；未使用的接口保持封闭。 换言之，HYDRANTULA 出售的是技术和专用接 头；管材、钢筋和混凝土则在当地市场采购。 HYDRANTULA 产品系列涵盖广泛的海岸工程任 务：水上房屋的基础、海岸防护、挡土墙、小型 船舶的滑道与系泊坡道、船只的车库与升降设 施，以及滨水步道。八个产品系列合计可覆盖多 达 90%的典型海岸建设任务。 2.2. 主要专利创新 该系统基于一系列获得专利的设计理念与构件：

5 HYDRANTULA 技术概览 • 这使得单一通用接头即可替代多种“左/右/上/下”版本，从而简化物流与库存。 3. 侧向偏置几何与可建造性 • 在三维节点处，各管轴理论上应交汇于一点。但管径较大时这是不可能的 — 管材会发生物理碰撞。 • HYDRANTULA 引入侧向偏置几何，将管轴略微错移以使其彼此避让。这避免了碰 撞，使接头更紧凑 ，并显著改善复杂三维框架的可建造性。 4. 同轴承口与贯通管 • 借助侧向偏置，部分承口实现同轴，使整根管材无需切割即可穿过接头。 •配合套管和防喇叭口结构，可预先装配大型框架“平面”，从而简化施工并改善浇筑时的混凝 土性能。 5. 兼容 GrooveLock / Camlock • HYDRANTULA 接头集成了适配标准 GrooveLock 与 Camlock 系统的转接件。 •混凝土从最低点加压泵入框架，不存在自由落体浇筑，从而在恶劣海洋环境中获得 更密实、更耐久的混凝土。 6. 拉杆与集管创新 • HYDRANTULA 是首个系统性地采用复合材料拉杆的模板系统，该拉杆经专门设计 以抵抗海洋环境中典型的动力荷载。

6 • 模块化接头进一步发展为分流总管（集管节点），能够管理多路并行的管材进料 — 形成坚固的混凝土“墙体”，可用于海岸防护、侵蚀控制和阶梯式海滩。 7. 通用工具与技能 • 该系统使用标准 HDPE 给排水管材和焊接工具：承插/对接热熔机、手持挤出焊 机等。 • 无需任何专有工具；现有的、受过 HDPE 管材焊接培训的全球劳动力，只需极 少的额外培训即可装配 HYDRANTULA。 1. 岸上装配（约占工作量的 90%） • 空模板在岸上完全装配成一个刚性的三维框架。 •在此阶段，将管材按长度切割，通过对接/承插热熔或机械紧固件与接头连接，并 在管内插入钢筋或复合材料筋进行配筋。 2.3. 装配与水下浇筑

7 HYDRANTULA 技术概览 2. 运输与安装 • 装配好的框架通过起重机、卡车或驳船运至安装现场。 • 视配筋类型而定，框架可短时漂浮（复合材料筋）或立即下沉（钢筋）。 3. 混凝土浇筑 • 在将结构放入水中之前，先把混凝土输送管或软管（DIN 125/100）连接 到结构最低点某个接头的 GrooveLock / Camlock 接口。 •浇筑在水下进行。混凝土自下而上泵送，排出模板内的水，并尽量减少气穴 与离析。 • 模板并非完全水密，但其密封性足以稳住混凝土，实现对水的可控排出。 2.4. 浇筑过程中的质量保证 通过单一 GrooveLock/Camlock 接口进行受控的自下而上泵送，提供了第一层质量保 证。排气与空隙控制通过专门工序实现：在浇筑开始前或开始后立即，在管件上部预先 钻出小直径孔。当混凝土自下而上上升时，被封闭的空气从这些孔中逸出。当混凝土前 沿到达某孔时，该孔会自然自封 —拌合物中的粗骨料架桥堵住孔口，无需任何人工干 预。已封闭的孔表明该构件内的混凝土柱已达到该孔标高；仍在持续逸气的孔则指示存 在未填实区域，可在混凝土凝结前进行补充泵送。 这种自封机制在整个框架范围内提供了一种分布式、零成本的质量指标，无需专用仪 器 。标准做法还包括： • 在整个浇筑过程中监测泵送压力和流量，以发现堵塞或异常阻力； • 在每次浇筑前于泵入口处检验混凝土稠度（坍落度或坍落扩展度）；

8 • 从每次浇筑中留取标准立方体或圆柱体试件，用于 28 天抗压强度试验； • 浇筑安装后由潜水员检查，确认结构周边无可见的未填实区域。 在项目规范要求更高保证水平的场合，可指定对已完成构件进行无损检测 — 包括针对 HDPE 包覆截面调整的冲击回波法或超声脉冲速度法。建议对结构关键构件以及在任何新地理 市场的首批安装采用此类检测。 •养护完成后，所得为一个封装在塑料外壳内的整体钢筋混凝土框架：一种永久、耐 腐蚀的结构构件，设计可在海洋条件下服役数十年。 2.5. 材料与物流 • 多达 99% 的构件为塑料；最重的空构件仅约 25 kg，便于人工搬运和物流。 • 管材可在交付前预切割；接头紧凑，可用托盘长距离运输。 • 无需专门购置重型混凝土泵或 HDPE 焊机 — 它们普遍可租赁，且费用仅为起重驳船及海上施工设备正常成本的一小部分。

9 HYDRANTULA 技术概览 2.6. 混凝土配合比要求 HYDRANTULA 框架所用混凝土自结构最低点加压泵入，将水从封闭模板内排出。该浇筑方式对配合比 设计提出了特定要求： • 工作性：拌合物须为自密实或接近 SCC 的稠度（坍落扩展度通常为 550-650 mm），以确保无需振捣即可完全填满所有腔体； • 强度等级：海洋暴露条件下推荐至少 C35/45（特征圆柱/立方体强度）；侵蚀性潮间带及浪溅区条件下宜采用 C40/50； • 暴露等级：按 EN 206 / SS EN 1992-1-1 取 XS2-XS3，视潮汐状况与氯盐暴露而定； • 水泥类型：宜选用抗硫酸盐水泥或掺合水泥（矿渣粉 GGBS、粉煤灰），以降低水化热并提升长期抗氯盐性能； •微纤维增强：采用玻璃纤维或不锈钢宏观纤维，以减少养护期塑性收缩开裂，并改 善开裂后韧性与延性； • 水灰比：水下及潮间带应用不超过 0.45。 标准混凝土供应、泵送设备及配合比设计专业能力在所有主要海岸建设市场均可获得。 具体配合比设计应由具备资质的结构或材料工程师，结合当地水泥来源和环境暴露条件 进行验证与调整。 2.7. 阶梯式与集管式配置 除单模块框架外，HYDRANTULA 的分流总管接头还可实现一种独特的结构形式：用于 海岸防护、海滩稳定和生态强化的阶梯式多排阵列。 在该配置中，多个框架模块以阶梯状水平层级布置，由岸线向较深水域逐级下降。每一 层级在波浪到达下一层级之前都部分削减入射波能，从而形成分布式耗散剖面，而非将 荷载集中于单一防线。阶梯式配置的主要特点： •波能耗散：开放的网架几何允许水在层级之间通过，将波能转化为紊动而非予以反 射 。

10 • 反射系数远低于实心墙体或护面护岸，从而减少趾部冲刷和次生侵蚀； •泥沙动力：透水的多层结构促进泥沙在各排之间的掩护区自然沉积，随时 间推移有望支持海滩恢复和海草定植； • 生态价值：阶梯几何形成垂直生境梯度 — 潮下带、潮间带和浪溅区均在同 一 结构中得到体现，可在不同潮位高程上支持多样的生物群落； •可扩展性：层级数量、层级间距及单个模块尺寸均可连续调整，以匹配场 地水深、波浪环境与设计目标。 阶梯式配置是 HYDRANTULA 系统最具特色的能力之一，传统的桩-甲板或整体墙体方案 难以实现。它是为混合型海岸防护和生态海岸应用所提出的主要结构形式。

11 3 HYDRANTULA 技术概览 技术特性 • 抵抗侧向波浪与水流力、上拔力以及可变循环荷载； • 将荷载分散到海床上较大的占地面积上，降低地基承载压力与沉降风险； • 在侧向、上拔与循环作用下提供三维荷载重分布与冗余；通过空间框架作用实现 对多向波浪荷载的抵抗，而方向刚度与强度则取决于具体几何、对称性、支撑布置、 支承条件与安装方式。 就结构设计而言，HDPE 外壳应主要视为永久性模板和保护性外屏障。主要承载功能由 钢筋混凝土核心及内部配筋提供。 采用拉杆和连续贯通管创造了冗余的荷载传递路径，并增强了对海洋环境中典型的疲劳 和冲击荷载的抗御能力。 3.1. 承载能力与结构性能 HYDRANTULA 框架构成具有高刚度和承载能力的空间（三维）桁架。由于结构完全三维 且可多层，它：

12 • H1 — 适用于极浅水的单层系列； • H2 / H4 — 适用于约 5-6 m 水深的配置； • H5 — 采用多层框架的较深水方案，适用于约 8-12 m 水深，某些设计可达约 15 m。 多层能力是关键差异化优势：桁架层的竖向堆叠在不增大构件尺寸的前提下提供刚度与 高度，使其适用于新加坡近岸区（<10 m）的大部分水域。 3.2. 土质条件与坡度 HYDRANTULA 可安装于多种海床类型：砂质、淤泥质或岩质。最底层宽大的“滑 撬”或基底梁将荷载分散到海床上。在坡面海床上，某些系列（如 H1 与 H2 变体）配有可调高立柱，使框架无需过多场地准备即可调平。 部分系列适用于自立式安装（“FreeStand 自立模式”）— 框架依靠自重和占地面积 坐落于海床上，无需刚性锚固。必要时，竖向立柱可充当螺旋桩或锚的导向，将自立式 与固定式支承方式相结合。 自立模式需在两个方面进行审慎的场地评估。第一，须通过计算验证侧向波浪与水流荷 载作用下的抗滑与抗倾覆稳定性，并计入波周期、水深、框架几何以及充填混凝土后结 构的自重。对于多数充填配置，自重即可提供足够抵抗力，但波浪环境强烈或潮流强劲 的暴露场地需进行明确的稳定性校核。 第二，须评估基底梁下方的海床冲刷。当流速或波致床面剪应力超过当地泥沙的临界阈 值时，结构占地面积可能被逐步掏空。缓解措施包括防冲刷护底（块石、碎石垫层或土 工布）、增大基底梁占地面积，或借助某些系列内置的立柱导向转为部分锚固配置。对 于暴露的自立模式，建议进行场地专项水力建模，或参考成熟的冲刷预测方法（如 EurOtop 或《桥梁及其他水工结构冲刷手册》）。 3.3. 水深范围 HYDRANTULA 系列覆盖以下特征水深：

13 HYDRANTULA 技术概览 3.4. 海洋环境耐久性 • 塑料外壳：HDPE 外层在数十年内保护混凝土免受外部环境影响，使其免于磨 蚀、与海水直接接触以及在适用情形下的冻融循环。 • 腐蚀：抗电化学腐蚀；混凝土中 GFRP 筋的碱性耐久性取决于具体材料体系以及 针对碱性使用条件的合理选型。 •抗冰：系统设计可耐受结冰水域和浮冰；尽管这对热带的新加坡相关性较低，但表 明其在严酷机械接触荷载下的稳健性。 • 使用寿命：依据 HDPE 在海洋环境中的材料性能数据，产品材料与设计使用寿命 目标为 60 年以上；长期验证仍在进行中。 3.5. 设备与人力 • 装配使用常见设备：电钻、筒钻、HDPE 焊机、光学水准仪、手动 挤出焊机、圆锯。 • 施工设备仅限于起重机、一台混凝土泵和标准混凝土搅拌车。 • 大多数装配作业可由普通建筑工人或受过 HDPE 焊接培训的管工 完成；绝大部分工作无需潜水员或近海级作业班组。 3.6. 法规与标准路径 HYDRANTULA 框架属钢筋混凝土结构，处于标准结构工程规范的适用范围内。该技术 不需要新的监管类别；相反，它被设计为可在适用于永久性海洋结构的现有框架下进行 评估： • 混凝土核心与配筋的结构设计：EN 1992-1-1（欧洲规范 2）和 EN 1992-2（混凝土桥梁及土木结构），并按当地采用 — 在新加坡适用 SS EN 1992 和 BCA 结构欧洲规范； • 海洋耐久性与暴露分级：EN 206、EN 1504 系列；

14 HYDRANTULA 4 多达 90% 的工作在岸上干燥条件下完成，仅安装和混凝土泵送在水中进行 桩基 需要打桩或钻孔、重型驳船、振动锤、水下作业 浮箱 预制浮体经拖运并系泊；相对简单，但并非固定基础 钢/铝结构 工厂预制框架安装于桩基或重型混凝土块上；需要合格焊工和防腐处理 整体式混凝土墙 通常需要围堰和排水 — 对于困难的潮汐场地，临时工程（围堰建造与拆 除）往往占预算的多达 60% • HDPE 管材材料：ISO 4427 / EN 12201（用于压力管道的 PE管材）；焊接工艺 按 DVS 2207-1 与 DVS 2208-1； • 海床承载力与冲刷的岩土评估：EN 1997（欧洲规范 7），并辅以场地专项岩土 勘察。 在国家建筑主管部门要求对新型施工方法进行项目专 项结构评估的场合，HYDRANTULA 的主要承载机制 — 钢筋混凝土核心 — 可直接按标准规范计算。永久性 HDPE 外壳不会带 来监管上的不确定性，因为在规范层面它被视为非 结构性模板（参见第 3.1 节）。 计划在详细设计之前与 BCA 或相关主管部门进行法 规预咨询，以就评估依据达成一致。 与传统海岸解决方案的比较 下面对 HYDRANTULA 与海岸及海洋建设中的主要竞争方法进行结构化比较：钢筋混凝 土桩、混凝土浮箱、钢/铝结构以及整体式混凝土墙。 4.1 对标维度 1. 施工方法与物流

15 HYDRANTULA HYDRANTULA HYDRANTULA HYDRANTULA 海洋设备资本支出低；使用租赁的 HDPE 焊接工具和标准混凝土泵，而非昂贵的起 重驳船。由于工作相对简单且干燥，人工成本得以降低 桩基与整体式结构 海上人工与设备成本高 浮箱 资本支出中等，但因维护和使用寿命有限而全生命周期成本较高 钢/铝结构 材料与加工成本高，并需持续防腐 网架框架对波浪透明，不会显著改变水流或引起海床侵蚀。由于混凝土在封闭模板内 自下而上浇筑，也不会明显增加浊度。随时间推移，HYDRANTULA 充当人工鱼礁 — 梁和节点成为海洋生物栖息地，提升生物多样性 桩基与整体式结构 物理占地相对较小，但安装期间噪声大、扰动强（水下噪声） 浮箱 遮蔽水面并可能干扰水体交换；不利于礁体状生长 钢/整体式墙 反射波能，往往加剧结构前方的冲刷与侵蚀；施工过程常搅动泥沙并影响水质 部署迅速，因岸上装配和水下浇筑避免了围堰循环 桩基与整体式 作业按序进行、受天气影响、耗时 浮箱 安装快但使用寿命较短 模块化系统；在保持长宽比的同时，可通过改变梁长连续调整尺寸。一套基本接头可 形成多种不同布置 桩基与整体式结构 每种结构类型通常都需要项目专项详图和定制加工 浮箱 钢/铝结构 HYDRANTULA 技术概览 2. 成本与人工 3. 环境足迹 4. 施工速度 5. 灵活性与可扩展性

16 5 对全球海岸与滨水项目的优势 海岸侵蚀、海平面上升和风暴潮影响着全球超过 600,000 km 的已开发海岸线。与此同时，传统海洋建设 — 桩、围堰、板桩和预制浮箱 — 的市场受制于高昂的设备成本、对专业劳动力的要求以及日益严格的环境法规。 HYDRANTULA 弥补了这一空白，提供了工程稳健性、环境兼容性与可建造性的结合， 可在广泛的海岸气候与监管环境中部署。 5.1. 对全球浅海水域的适用性 全球大多数海岸防护和滨水基础设施位于水深小于 10-12 m 的水域。这包括休闲海滩、 潮汐河口、潟湖、河三角洲、珊瑚环礁海岸，以及港口城市的近岸边缘。HYDRANTULA 的水深范围 — 多层配置下可达 10-12 m — 以及无需深桩基础即可直接坐落于海床的能 力，使其适用于：

17 HYDRANTULA 技术概览 • 热带、亚热带和温带气候下的近岸与海滩防护结构； • 城市滨水沿线的海岸公园与步道护岸； • 小型栈桥、渡轮登靠台和休闲码头的基础； • 填海造地项目的边缘基础设施； • 潮汐入口和河口防护工程。 可调高立柱和适应性几何可补偿海床的不规则性 — 无论是砂、淤泥还是岩石 — 而无需大量疏浚或场地准备。这对于场地准备设备稀缺或昂贵的发展中市场尤为重要。 5.2. 岸上装配与减少 对海上设备的依赖 在大多数海岸司法辖区，起重驳船、自升 式平台和近海作业班组是传统海洋建设中 占主导地位的成本驱动因素。HYDRANT ULA 以岸上为先的方法从根本上改变了 这一格局： • 约 90% 的加工工作在陆上干燥条件 下、使用当地可获得的劳动力完成； • 装配好的框架作为完整单元安装，减 少船舶动员次数； •对于浅水和近岸安装，陆基起重机可 直接从岸线吊放框架，从而完全省去起 重驳船。 这种成本结构在高成本海事市场（北欧、北美、澳大利亚）具有优势，在近海级设备根 本无法获得或负担不起的新兴海岸经济体中同样宝贵。同样的施工逻辑适用于挪威峡湾 、加勒比海岛屿和东南亚群岛。

18 5.3. 低噪声安装与减少社区影响 打桩产生持续的水下脉冲噪声，其峰值常超过针对海洋哺乳动物、鱼类和潜水鸟类的法 规阈值。在许多司法辖区 — 包括欧盟（《栖息地指令》）、美国（MMPA）、澳大利 亚和加拿大 — 这会触发强制性噪声影响评估、隔离区和季节性施工窗口，使项目工期 增加数月。 HYDRANTULA 无需打桩或重型振动设备。因此： • 安装期间的水下噪声水平大幅降低，从而减少生态敏感区域的许可风险； • 向相邻结构的振动传递 — 对历史滨水区、密集建设的港区和敏感基础设施而言尤 为重要 — 可忽略不计； •工作往往可在住宅区、休闲海滩和海洋保护区附近进行，而不会触发噪声阈值超 限。 在水下噪声法规日趋严格的司法辖区，这一特性具有重要的商业意义：欧盟《海洋战略 框架指令》、OSPAR 以及可比的各国框架，正逐步降低近海与近岸施工可接受的扰动 水平。 5.4. 与基于自然的 及混合型海岸方案的契合 在欧洲、北美、大洋洲和东南亚，各国海岸战略正趋于一个共同立场：仅靠硬工程并不 充分，凡场地条件允许之处都必须纳入基于自然的或混合型解决方案。HYDRANTULA 在结构上与这一范式相容： •透水网架允许波浪、水流和泥沙穿过结构，避免了与实心海堤和护岸相关的滞流回水区 和冲刷形态； • 由 HDPE外壳保护的粗糙混凝土表面，为藻类、珊瑚、牡蛎、贻贝、藤壶等生物提供定 植基质，逐步将结构转变为功能性人工鱼礁生境； •框架可配置为阶梯式或台阶式阵列，与生态海岸、生态海堤和珊瑚礁修复项目所采用的 几何相匹配。

19 HYDRANTULA 技术概览 这些特性使 HYDRANTULA 与欧盟（Horizon Europe、LIFE）、美国 NOAA、USACE）、英国（UKRI、环境署）以及多边开发银行针对气候韧性海岸基础设 施的资助研究和试点项目直接相关。 5.5. 施工期间降低浊度与 环境扰动 传统的“湿”施工方法 — 围堰安装、水下浇筑混凝土、板桩打设 — 会扰动海床泥沙并 将水泥微粒引入水体。在具有敏感底栖生境（珊瑚、海草、牡蛎床）或对悬浮泥沙浓度 有管制的区域，这构成了主要的许可障碍。 HYDRANTULA 的封闭模板、自下而上泵送方法直接解决了这一问题： • 浇筑过程中水泥微粒不会渗漏进入水体； • 避免了围堰建造及相关疏浚； • 安装期间的泥沙再悬浮仅限于框架放置的机械占地范围； • 大幅降低了在施工区掩埋敏感底栖生境的风险。 在全球受管制的海岸环境中，这是一项实质性优势 — 从地中海的波喜荡海草草甸，到印 度-太平洋的珊瑚礁边缘，再到北大西洋的海藻林区。 5.6. 美学与城市融合优势 全球海岸城市日益将其滨水区视为公共设施、旅游和经济发展资产。庞大的混凝土海堤 和块石护面护岸与高价值的滨水再开发项目在视觉上格格不入。 HYDRANTULA塑料外壳可制成多种颜色和表面饰面，从而与城市滨水设计方案实现视 觉融合。结合空间桁架纤细的几何形态 — 而非庞大的重力块体 — 这使得：

20 6 • 城市滨水区呈现轻盈观感的步道、观景平台和亲水露台； • 海岸公园环境中视觉上别具一格的生态码头和休闲结构； • 在历史敏感或面向旅游的海岸沿线，降低防护基础设施的体量感。 这一特性与欧洲、海湾地区、东南亚的滨水复兴项目以及全球海岸度假开发相关。 HYDRANTULA 适用于从研究试点到全尺度防护基础设施的广泛海岸工程项目。以下领 域代表了该技术相对于传统替代方案具有差异化价值主张的主要方面。 1. 海岸防护与混合型防波堤 •半潜式桁架防波堤，在暴露和半暴露海岸环境中削减波能，同时保持水体交换、泥 沙连续性和生态连通性。 •与块石护面、红树林边缘种植或人工鱼礁模块结合，构成在当地波浪环境与潮汐状况下研究的 混合系统。 •适用于热带、温带和干旱海岸带的开敞海岸侵蚀控制、港口入口防护和海岸基础设施防 御。 2. 生态海岸与活体海堤 • 作为海岸公园、港口再开发区和填海边缘处理中阶梯式生态海岸的结构骨架。 •研究网架几何、表面纹理和基质朝向如何影响海洋定植速率、物种多样性和长期生 态功能。 •与欧盟、英国、澳大利亚、新加坡、香港、海湾国家以及北美东西海岸的城市滨水 项目相关。 潜在应用领域

21 HYDRANTULA 技术概览 3. 栈桥、平台和水产养殖基础设施的基础 •用于人行码头、水上运动设施、小型船坞和渡轮码头的海床基础，并与桩支承甲板 和浮式浮箱进行直接的全生命周期成本比较。 • 用于近岸水产养殖基础设施 — 网箱、贝类延绳、海藻养殖 — 的稳定平台，设于掩护海湾和海峡，利用框架内部腔体布设管道和公用设施。 • 对于传统海洋建设供应链漫长且昂贵的岛屿国家和群岛国家尤为相关。 4. 试点与示范安装 •在海岸防护、海滩修复和港口再生场地设置带仪器的试点段，在多年期内监测消浪 性能、冲刷行为和生物定植。 •作为试验平台，在不同海洋气象环境的真实条件下验证结构设计模型、水力性能参 数和环境影响评估。 •适合纳入国家或区域海岸研究项目，提供同时满足工程和环境监管要求的技术验证 数据。 5. 全生命周期与寿命终止研究 • 验证可拆除性主张：废弃或损坏的 HYDRANTULA 结构可被移除，而不会遗留外露桩头、水下金属残骸或残余污染，从而降低寿命终止 责任 — 这对项目融资方和环境监管方同样重要。 • 在循环经济框架（欧盟分类法、ISO 14040 LCA、EPD 项目）下评估塑料构件的可回收性和接头的再利用潜力。 • 采用成熟的 LCA 方法，将全生命周期碳和隐含能与传统海岸结构形式进行比较。

22 7 HYDRANTULA 是一项面向水下混凝土结构的模块化、低影响且耐久的技术，可直接应 对新加坡海岸防护和滨水开发中的若干挑战： • 将大部分工作转移至岸上，降低海洋建设风险与成本。 • 在浅水和中等水深水域实现坚固的三维混凝土框架，无需庞大围堰或大量打桩。 •通过允许水和生命穿过，并随时间充当人工鱼礁，与混合型和基于自然的海岸战略 相契合。 • 与现有工业标准（HDPE 管材、GrooveLock/Camlock 接头、标准泵和工具）兼 容，便于当地采用。 对于新加坡 CFI 和 PUB，HYDRANTULA 为气候韧性、生态敏感型海岸基础设施的研 究和试点项目提供了一个有前景的平台。在新加坡特定条件下的系统性评估，有望开启 一类既技术有效又对环境具有再生作用的新型海岸结构。 结论

23 组件 材料 在 Hydrantula 系统中的应用 管材（梁） HDPE PE100（高密度聚乙烯） 结构框架梁；永久性模板外壳；钢筋导管 接头（节点） LMDPE - 由 PETRONAS Chemicals Group Berhad 生产的 ETILINAS LL3840UA 三维框架节点；分流总管；混凝土分配接头 参数 数值 / 依据 材料牌号 PE100（高密度聚乙烯） 适用管材标准 ISO 4427 / EN 12201（用于压力管道的 PE 管材） 最小要求强度（MRS） 10.0 MPa（按 ISO 9080 的 PE100 分级） 焊接工艺 DVS 2207-1（对接热熔）；DVS 2208-1（承插热熔）；手持挤出焊接 供货形式 标准 HDPE 给排水管材，现场按长度切割 HYDRANTULA 技术概览 材料数据表 结构组件：用于海洋建设的 HDPE 管材与 LMDPE 接头 文件编号：HYD-MDS-001 版本：1.0 日期：2026 年 5 月 UEN：202600937R 1. 范围与适用 本材料数据表涵盖 Hydrantula 永久性模板系统用于海洋和海岸建设的两种主要结构材料： 两种组件均作为永久性（不可拆卸）模板。混凝土浇筑后，塑料外壳保持就位，作为保 护性外屏障，使钢筋混凝土核心免受海水直接接触、磨蚀和冻融循环的影响。 注：本 MDS 仅涵盖材料性能。混凝土核心的结构设计须按 EN 1992-1-1 / SS 进行 2. HDPE PE100 管材（结构梁） 2.1. 材料分级 附录 №1

24 SDR 125 13.6 9.2 16 106.6 140 17 8.3 12.5 123.4 160 21 7.7 10 144.6 200 26 7.7 8 184.6 225 26 8.7 8 207.6 250 33 7.7 6.3 234.6 280 33 8.6 6.3 262.8 950 - 960 kg/m³ ISO 1183 ≥ 22 MPa ISO 527-2 ≥ 600 % ISO 527-2 ≥ 900 MPa ISO 178 10.0 MPa ISO 9080 ≥ 120 °C ISO 306 -40 to +60 °C ISO 4427 / EN 12201 - EN 12201-2 - ISO 175 - - ≥ 60 EN 12201 / DVGW 外径 OD (mm) 壁厚 (mm) 公称压力 PN（bar，20° C） 内径约 (mm) 典型用途 模块化挡墙构件 框架、斜撑、滑撬 框架、斜撑、滑撬 框架、斜撑、滑撬 承重立柱；主要构件 承重立柱；主要构件 承重立柱；主要构件 项目 数值 单位 试验标准 密度 屈服拉伸强度 断裂伸长率 弯曲模量（短期） MRS（长期静液压强度） 维卡软化温度 使用温度范围 紫外线稳定化 炭黑，≥ 2%（质量分数） 耐化学性 — 海水/氯化物 优异 导电性 不导电 设计使用寿命（海洋环境） 年 2.2. Hydrantula 组件所用管材规格与 SDR 系列 壁厚按 外径/SDR 计算。PN 等级按 ISO 4427 适用于 20°C 的水。对于结构（非承压）梁的用途，SDR 标号主要用于确定壁厚和截面惯性矩，而非压力等级。 2.3. PE100 的主要力学与物理性能 所列性能值为按 ISO 4427 和 EN 12201 对 PE100 的最低规格要求。任何具体供货管材 的实际数值，应以相应生产批次的管材制造商产品数据表为准。

25 EN 206 / SS EN 206 EN 206 / EN 1992-1-1 EN 12350-8 ≤ 0.45 EN 206 Table F.1 EN 197-1 EN 14889 EN 12390-3 参数 要求 依据 最低混凝土等级 C35/45（海洋暴露）；潮间带/浪溅区宜采用 C40/50 暴露等级 XS2（水下）至 XS3（潮间带/浪溅区） 工作性（浇筑方式） 自密实（SCC）；坍落扩展度 550-650 mm 最大水灰比 水泥类型 宜采用抗硫酸盐或掺合水泥（矿渣粉 GGBS、粉煤灰） 微纤维增强 玻璃纤维或不锈钢宏观纤维；减少塑性收缩开裂并改善 开裂后韧性 浇筑方式 经 GrooveLock / Camlock 接口自下而上加压泵送；无自由落体浇筑 Hydrantula 施工工艺 质量控制取样 每次浇筑留取标准立方体/圆柱体试件；按 EN 12390 测 28 天抗压强度 参数 要求 材料 玻璃纤维增强聚合物（GFRP） HYDRANTULA 技术概览 3. 钢筋混凝土核心 任何 Hydrantula 结构的主要承载构件，都是浇筑于永久性 HDPE/LMDPE 模板内的钢筋混凝土核心。塑料外壳起非结构性模板和保护性外屏障的作用；结构设计 以混凝土核心和内部配筋为基础，按 EN 1992-1-1 / SS EN 1992（欧洲规范 2）进行。 3.1. 混凝土配合比要求 具体配合比设计须由具备资质的结构或材料工程师，结合当地水泥来源和环境暴露条件 进行验证与调整。标准混凝土供应和泵送设备在所有主要海岸建设市场均可获得。 3.2. 内部配筋 Hydrantula 结构仅使用玻璃纤维增强聚合物（GFRP）筋。任何 Hydrantula 配置均不使用钢筋。

26 40 - 55 GPa ACI 440.1R (Guide for FRP rebar); fib Bulletin 40; CSA S806; CNR-DT 203 ETILINAS LL3840UA 938 kg/m³ ASTM D 1505 4.0 g/10 min ASTM D 1238 参数 要求 拉伸强度（极限） 600 - 1000 MPa（视等级而定） 弹性模量 密度 ~2.0 g/cm³（约为钢的 25%） 耐腐蚀性 在海洋和富氯环境中完全耐腐蚀；无电化学退化 混凝土保护层要求 保护层要求并非由防腐决定；仅由黏结和耐火性能控制 导电性 不导电；与海水或相邻金属构件无电偶作用 安装期间的浮力效应 GFRP 配筋框架在充填混凝土前具有浮力；下沉过程中需进行受控压载或分阶段充填 适用标准 参数 数值 商品牌号 制造商 PETRONAS Chemicals Group Berhad（PCGB），马来西亚吉隆坡 材料类型 线性中密度聚乙烯（LMDPE） 加工方式 滚塑成型（rotomolding） 加工温度 200°C - 300°C（视模具而定） 供货形式 粒料，25 kg/袋 质量体系 ISO 9001:2015（证书编号 AR1560） 项目 数值 单位 试验方法 备注 标称密度 熔体流动速率（I2，190°C/2.16 kg） 钢筋在岸上装配阶段、于框架封闭之前插入管件内。拉杆 — 经专门设计以抵抗海洋动力荷载的 GFRP 受拉构件 — 作为 Hydrantula 连接系统的标准配置纳入，在循环波浪荷载下提供额外冗余。 4. LMDPE 接头/节点 - ETILINAS LL3840UA 4.1. 材料标识 4.2. 主要性能

27 124 °C ISO 3146 - 111 °C ISO 3146 - 21 MPa ASTM D 638 18 MPa ASTM D 638 800 % ASTM D 638 800 MPa ASTM D 790 - 12 kJ/m² SO 179 Type 1 Notch A - 60 Shore D ASTM D 2240 @ 23°C 70 °C ASTM D 648 Method B - 120 °C ASTM D 1525 1 kg, 50°C/hr > 300 ASTM D 1693 100% Igepal, Cond. B, F50 UV8 - - REACH / RoHS / SVHC 项目 数值 单位 试验方法 备注 熔点 结晶点 屈服拉伸强度 50 mm/min，IV 型 断裂拉伸强度 50 mm/min，IV 型 断裂伸长率 高延性 弯曲模量 夏比冲击强度 表面硬度 热变形温度 维卡软化温度 ESCR（耐环境应力开裂） 小时 紫外线稳定化等级 高紫外线稳定剂含量 要求 状态 US FDA 21 CFR 177.1520（食品接触） 符合 欧盟委员会法规 No. 10/2011（食品接触） 符合 符合 清真（HALAL）认证 已认证 ISO 9001:2015 质量管理 已认证（证书编号 AR1560） 性能指标 HDPE PE100 管材 LMDPE 接头（LL3840UA） 耐海水/氯化物 优异 — 对海水和氯化物化学惰性 优异 — 在海洋条件下不反应 耐紫外线 炭黑稳定化（≥ 2% 质量分数，EN 12201） UV8 等级 — 高稳定剂含量 生物附着 无毒，不析出增塑剂或杀生剂 无毒，随时间推移作为人工鱼礁支持海 洋定植 抗冰/冻融 优异；按 -40°C 使用设计 良好；使用温度范围涵盖结冰条件 HYDRANTULA 技术概览 4.3. 法规符合性 - ETILINAS LL3840UA 5. 海洋耐久性与环境性能

28 ISO 4427 / EN 12201 ISO 9080 DVS 2207-1 DVS 2208-1 EN 206 / SS EN 206 EN 1992-1-1 / SS EN 1992 EN 1997 / SS EN 1997 ISO 9001:2015 性能指标 HDPE PE100 管材 LMDPE 接头（LL3840UA） 电化学腐蚀 无 — 介电材料 无 — 介电材料 耐磨性 良好 — 坚硬外表面（HDPE） 邵氏 D 60 — 足以承受海洋接触荷载 设计使用寿命（目标） 海洋环境中 ≥ 60 年（基于材料） ≥ 25 年（滚塑 LMDPE；长期验证进行中） 标准 范围 用于供水和压力应用的 PE 管材 — 材料规格与试验 热塑性管道材料长期静液压强度（MRS）的测定 热塑性塑料焊接 — 管材与接头的加热工具对接焊 热塑性塑料焊接 — 加热工具对接焊的机器与设备 混凝土的规格、性能、生产与合格性 混凝土结构设计（欧洲规范 2）；适用于混凝土核心设计 岩土设计（欧洲规范 7）；适用于海床承载力与冲刷评估 质量管理体系 — 适用于 PETRONAS LL3840UA 供货 6. 适用标准参考 HDPE PE100 的性能值为按 ISO 4427 / EN 12201 的标准最低规格。ETILINAS LL3840UA 的数值取自 PETRONAS Chemicals Group Berhad 产品数据表（2020 年 9 月修订版）。Hydrantula PTE LTD 不就相应制造商文件所述之外的材料性能作任何独立保证。

29 1 2 HYDRANTULA 技术概览 碳足迹评估 模块化海岸结构（HYDRANTULA）与传统海岸解决方案的对比 本评估的目的，是量化并比较基于 Hydrantula 技术的模块化海岸结构与两种功能等效 的传统解决方案在隐含碳和全生命周期碳足迹方面的差异： 1. 钢质海岸结构框架 2. 钢筋混凝土水下支承结构 本评估针对新加坡典型海岸条件下的海岸防护和承载应用而设定，并与 MPA 海岸工程评价逻辑相一致，其中全生命周期性能、海洋环境中的可建造性以及环境影响 是关键决策参数。 该计算明确支持： • 方案比选评估， • 早期工程可行性， • ESG 与可持续性筛查。 2.1 功能单元 功能单元定义为： 在相同水动力荷载条件下，每延米海岸线提供等效海岸防护和结构性能、并按最低保证 使用寿命 60 年设计的一个结构段。 该定义符合标准海岸工程比较实践（PIANC WG 报告、CIRIA C683/CUR 手册），其中各方案按每延米海岸线或按等效水力性能进行归一化。 目的与工程背景 附录 №2 功能单元与设计基准

30 3 2.2 设计波浪条件（参考） 为便于归一化和可比性，采用以下设计波浪条件作为参考包络（并非项目专项极端值） ： • 有效波高 Hs：2.5 m • 峰值波周期 Tp：7-9 s • 结构趾部水深：5-7 m • 设计重现期：50 年 这对应于以下情形典型的、保守的掩护至半暴露海岸条件： • 填海岸线， • 港口周界， • 新加坡水域的城市海岸防护工程。 关键要求是功能等效，而非几何完全相同。 3.1 生命周期评价边界 本评估遵循 ISO 14040 / ISO 14044 原则，边界如下： • A1-A3 — 原材料开采与材料生产（摇篮到大门） • B — 60 年内的运行、维护、维修（基于工程的估算） • C — 寿命终止拆除与材料处置（工程估算） 本阶段明确排除： • 运输至现场 • 安装作业 此项排除是有意且保守的，因为海上安装通常对传统解决方案的不利影响更大。这些影 响可在以后纳入，而不改变相对结论。 系统边界与方法

31 4 HYDRANTULA 技术概览 3.2 数据来源与指标 所有碳强度数值均基于： • 行业平均 EPD 区间， • ICE 数据库 v3.0， • 世界钢铁协会数据， • PlasticsEurope 生态档案， • 钢筋混凝土的 fib 模式规范参考。 未使用任何专有或未经验证的数据集。 4.1 Hydrantula 模块化结构（参考结构段） • 混凝土充填：7 m3 • HDPE/LLDPE 结构外壳：1.0 t • 复合材料配筋（GFRP）：0.25 t 混凝土密度：2.2 t/m3 该结构段提供所需的刚度、质量和几何，以抵抗与传统解决方案等效的波浪荷载和土体 相互作用。 4.2 钢质海岸结构 • 结构钢质量：8.0 t 仅包含主要构件。防腐在全生命周期调整中考虑。 4.3 钢筋混凝土支承 • 两个支承，每个 2 x 3 x 3 m • 混凝土总体积：36 m3 • 钢筋：120 kg/m3 • 钢筋总质量：4.32 t 结构配置与材料用量

32 0.30 t CO2 / m3 ICE / fib 1.9 t CO2 / t HDPE / LLDPE 1.35 t CO2 / t PlasticsEurope 4.0 t CO2 / t 6.1 Hydrantula 5 6 材料 碳强度 来源 混凝土（等效 CEM I） 结构钢 世界钢铁协会 GFRP 复合材料 保守文献取值 这反映了海岸和港口基础设施中常用的典型水下重力式或半重力式支承。 注：复合材料因子刻意取保守值，反映以树脂为主的情形。实际 GFRP 数值通常更低。 • 混凝土：7 x 0.30 = 2.10 t CO2 • 聚合物外壳：1.0 x 1.35 = 1.35 t CO2 • 复合材料配筋：0.25 x 4.0 = 1.00 t CO2 A1-A3 合计：4.45 t CO2 6.2 钢结构 • 钢：8.0 x 1.9 = 15.2 t CO2 6.3 钢筋混凝土支承 • 混凝土：36 x 0.30 = 10.8 t CO2 • 配筋：4.32 x 1.9 = 8.21 t CO2 A1-A3 合计：19.0 t CO2 碳强度因子（A1-A3） 隐含碳计算（A1-A3）

33 7.1 Hydrantula • +10-15% • +45-60% • +25-35% 7 HYDRANTULA 技术概览 工程考量： • 无腐蚀机制 • 无阴极保护 • 无需重新涂装 • 模块化更换，无需拆除 估算调整： 全生命周期足迹合计：~5.0 t CO2 7.2 钢结构 工程考量： • 每 12-15 年重新涂装 • 局部钢材更换 • 能耗密集的拆除 估算调整： 全生命周期足迹合计：~22-24 t CO2 7.3 钢筋混凝土 工程考量： • 裂缝注浆和局部修补 • 可能的加固 • 拆除与混凝土破碎 估算调整： 全生命周期调整（60 年使用寿命）

34 Hydrantula ~5 1.0 ~23 ~4.6 ~25 ~5.0 8 9 方案 60 年内 CO2（t/m） 相对指数 钢 钢筋混凝土 全生命周期足迹合计：~24-26 t CO2 当在相同设计波浪条件下归一化为每延米海岸线时： 该归一化与 MPA 海岸方案筛选逻辑一致。 9.1 工程依据 传统海岸结构通常需要： • 海床开挖， • 整平与基础准备， • 临时围堰或抛石垫层， • 海上设备长时间驻留。 Hydrantula 带来： • 更小的基础占地， • 分布式荷载传递， • 对波浪透明的几何， • 在许多配置中无需深开挖或打桩。 9.2 碳影响 已发表的区间（PIANC / CIRIA）： • 疏浚：视方法而定，每 m3 约 5-15 kg CO2 • 海上设备作业：每小时燃油强度高 按每延米海岸线归一化 减少疏浚与海上作业

35 10 HYDRANTULA 技术概览 典型可减少潜力： • 疏浚量减少 30-60% • 驳船和起重机时间显著减少 尽管基准计算中未纳入，但计入这些影响会进一步拉大有利于 Hydrantula 的碳差距。 1. 在保守、基于科学的假设下，在 60 年设计寿命内，Hydrantula 所展现的碳足迹比传统海岸 解决方案低 4-5 倍。 2. 该优势源于： a) 材料效率，b) 消除由腐蚀驱动的维护，c) 模块化，d) 减少海上作业。 3. 结论对敏感性分析稳健，并在以下方面依然成立： a) 替代水泥掺合，b) 再生聚合物，c) 区域电力结构。 4. 从 MPA 海岸工程视角，Hydrantula 契合于： a) 基于全生命周期的资产评价，b) 减少海洋建设影响，c) 长期可持续性目标 工程结论

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