Design, Construction, and Initial Performance Review of a Water Retaining Frozen Foundation Dike in a Permafrost Region

ABSTRACT: Agnico Eagle Mines Limited, owns and operates the Meliadine Gold Mine, Nunavut, Canada, in an area of widespread continuous permafrost. Water retaining dikes and water diversion structures are used to manage surface runoff and surface contact water at the Meliadine site. Dike D-CP1 was designed as a frozen foundation dam with a liner keyed into competent frozen foundation materials. The design intent was to maintain the original permafrost foundation beneath the liner below specific target temperatures throughout the design service life of the structure. This case study paper summarizes the design, challenges encountered during the construction, and presents the dike performance five years post construction. The monitoring data has shown that the dike has performed as designed and that the long-term thermal performance of the dike is expected to be met under the designed operation conditions and climate change scenarios.

RÉSUMÉ: Agnico Eagle possède et exploite la mine d’or de Meliadine, située dans le territoire du Nunavut au Canada, dans une zone étendue de pergélisol continu. Sur le site minier, des digues de rétention d’eau et des structures de dérivation d’eau sont utilisées pour gérer les eaux de ruissellement et les eaux de contact. La digue D-CP1 a été conçue comme une digue avec un fondation gelée et une géomembrane ancrée dans les matériaux de fondation gelés et compétents. L’objectif de la conception était de maintenir la fondation de pergélisol d’origine sous la géomembrane en dessous des températures cibles spécifiques tout au long de la durée de vie utile de la structure. Cette étude de cas résume la conception, les défis rencontrés pendant la construction, et présente la performance de la digue quatre ans après la construction. Les données de surveillance ont montré que la digue a performé comme prévu et que sa performance thermique à long terme devrait être atteinte dans les conditions d’exploitation et les scénarios de changement climatique prévus.