随着我国经济的持续高速增长,国家对基础设施投入的不断加大,道路交通系统的不断建设,尤其是高速公路的持续建设,施工中需要面对的质量问题和安全问题也越来越多,对于高速公路建设前期的钻探工作而言,也必将带来其需求的不断加大,钻探施工质量的好坏将直接影响后续工作的开展。在崩塌、采空区、溶洞、地面塌陷等复杂地层的钻探施工是当今地质钻探的热点和难点,设备作业能力、钻进工艺和规程参数选择、岩芯采取率、泥浆体系护壁堵漏、孔内事故预防与处理等是复杂地层钻探的关键技术。本文在总结概述国内外钻探技术研究现状和收集豫西北某高速公路项目区内自然地理及工程地质等资料的基础上,结合项目区的地质条件、地质岩芯钻探特点以及钻探施工中存在的主要技术难题,从钻探施工设计、钻探设备选择、钻探施工工艺、钻探施工技术以及孔内事故的预防和处理等方面展开,进行了项目区钻探技术的研究,并取得如下主要研究成果:(1)通过查阅相关地质资料和工程地质调绘查明项目区地层岩性主要为第四系中更新统的粉质黏土、新近系上新统的红色泥岩、砂岩、泥质砂岩、砾岩、角砾岩,得到项目区涉及滑坡、崩塌、泥石流、采空区沉陷、地面塌陷等不良地质,工程地质条件较复杂,钻探难度较大。(2)基于对项目区地质资料、钻孔深度、钻进工艺水平、钻探设备和工具等的综合分析,优化了钻孔结构设计和钻探设备的选型方案。通过对比分析不同的钻进方法,论证了在松散破碎地层采用跟管钻进;在崩塌、采空区沉陷、地面塌陷等不良地层,采用跟管钻进和泥浆护壁相组合的钻进方式的合理性。(3)通过对提高岩芯采取率的技术措施效果的分析,提出了合理选择钻具、调配冲洗液、调整回次进尺、合理调配钻进参数等手段来提高岩芯采取率的方法,解决项目区岩芯采取率偏低问题。(4)通过对项目区钻孔卡钻、漏失等事故的分析,探讨了卡钻和漏失等事故的技术处理措施,提出坍塌卡钻和钻具断落卡钻处理程序图,解决钻探施工中的孔内事故。同时,提出采用防塌泥浆稳定孔壁、胶结法护孔及套管护壁方法,解决项目区钻探孔壁稳定问题。