举世瞩目的京张线

京张铁路的线路测好后，1905年9月4日，正式破土动工，筑路的第一件大事就是修路基和征购沿线所需要的土地。铺路基的工程是很困难的。詹天佑在日记中这样写道：“既没有机器、又没有车辆运输钢轨，只能利用小平车和人力车来克服困难。”他把家属迁到工地上，发誓不修好京张铁路就不回北京。他亲自发动群众，组织人力，和工人同志们一起干，终于把材料运送到了工地。1905年12月12日，在群众的欢呼声中，詹天佑有力地举起钉道锤，钉下了京张铁路的第一颗道钉儿。

这次京张铁路的轨距，詹天佑坚持用1.435米的国际标准轨距。他曾对人说：“铁路犹如人的血管一样要能周流全身。铁路四通八达，工商业才能跟着得到发展。所以，中国真正统一要从铁路划一开始。”

在丰台车站铺轨的第一天，京张铁路工程队的工程列车中有一节车钩链子折断，造成脱轨事故。费了很大力气才恢复原状，影响到部分列车的行驶。那些迷信外国人不相信中国人自己能修好铁路的洋奴到处造谣说：“詹天佑钉道的头一天就翻了车，这条铁路不用外国工程师就是靠不住。”詹天佑没有理会这些话。但列车钩链折断的事故却提醒了詹天佑。京张铁路的坡度最大，爬上高地或是从高地下降，仅有坚固的路基和标准轨距是不够的，还必须使列车与列车之间紧密地连接成一个整体，才能使列车安全地行驶。否则，很可能出事故。他想，京张铁路是中国人用自己的人自己的钱修建的第一条铁路。如果失败的话，不但是我的不幸，也是中国工程师的不幸。同时会给中国带来损失。他要在中国人自办的第一条铁路上解决这个世界各国还没有解决的挂钩问题。强烈的爱国热忱和责任感，精密的科学性，使詹天佑后来终于发明了自动挂钩。这种挂钩使几十节车厢牢固地结合在一起，再也不会因为挂钩而发生事故了。现在世界各国都采用了这种挂钩。为了纪念这位发明家，这种自动挂钩被称为“詹天佑钩”。

京张铁路为了收购沿路所需土地，订出了章程25条。但这些章程只在老百姓中实行，到了地主豪绅那里，执行起来就困难了。京张铁路的第一段从丰台到柳村，是租用津榆路路基，加以修补。柳村到广安门段，是按通颐和园的老路基取直的。这一下购地就有了困难。一种是皇族的“圈地”，这是任何人不能碰的。一种是官地，有些可以商量租用，有永佃权的土地，使用后代为租。还有就是旗人私产和百姓私产，清政府对于沿线百姓的房屋采用一律限期迁移，不然就由政府派人拆房的办法。这些由于修路失掉家园的人把心中的积怨都发泄到铁路上，修路时期巡逻队伍不断发现有人破坏铁路。

当京张铁路路轨铺到清河镇的广宅坟院时，便遇到了阻碍。前任锦州道台广宅，是恭亲王的远房孙女婿，势力很大。他们雇些当地的无赖、流氓卧轨要挟，说：“火车头是个丧门神儿，火车一过，广宅坟地的风水可就都完啦！我是黄带子，江山是我们家的，你们要离开我的祖坟5千米以外修路！”这里四周有三面都是高大的墓地，北面是郑王坟，南面是宦官坟，西边是慈禧太后父亲桂公爷的坟。要改线就得偏北，同时还要费很长的时间、花很多的银子修一座大铁桥。詹天佑气愤地说：“为了那几块死人骨头，就要多花银子，多耽误时间去修一座铁桥，这不是我们工程人员做的事！不能改线！”但恭亲王载泽出来支持广宅，一定要铁路改线。广宅还送给詹天佑3000两的银票想贿赂他。邮传部既不敢支持詹天佑，又不敢拒绝广宅的要求。詹天佑非常生气。他认为接受别人的贿赂，串通舞弊，这是绝大的侮辱。铁路计划决不能随便更改，坚持按原定的线路前进。一直到载泽等五大臣去外国考察宪政，在车站遇到刺客把火车炸了，吓得载泽闭门谢客，对外事一概不闻不问后，广宅失去了后台，才软了下来。同意铁路从广宅坟前通过。但为了保全风水，要求在坟地的墙外修一条小河，并派三品大员拈香设祭，路修过去之后要立碑纪念。詹天佑完全答应了这些条件。但铁路铺成后并没为他们立碑。詹天佑告诉工程队的人员：“反正路修好了，广宅也无从要挟了，不必再理他们了。”

1906年9月30日，第一段工程全部竣工通车，在售票盈利同时还能运送第二期工程所需材料。这一年，詹天佑又兼任沪嘉铁路顾问工程师，参加津浦路、洛潼路的修建计划，陈昭常总办调东北后，詹天佑将京张路局由天津迁至北京，成立了车务处，南口机器厂、南口材料厂，铁路警察训练所及医院，只留下转运局在天津，转运外洋器材，他做好一切准备后，希望在第二段工程开工时，将全部精力集中到工程方面去。

京张铁路第一段工程完工后，马上就开始修筑第二段从南口到岔道城的工程，这是京张路最艰巨的工程。这一段路线上尽是高山，深谷坡度很大，特别是关沟一带的隧道工程。在居庸关和八达岭之间，开凿4个隧道：居庸关、五桂头、石佛寺、八达岭，总长1645米，其中最长的是八达岭隧道，长达1091米，其次是居庸关隧道，366米，这是两项驰名世界的艰巨工程，外国工程师听到詹天佑修建关沟段铁路的工程后，轻蔑地说：“中国工程师决不能修筑这样的工程。”詹天佑知道这一段工程是全路的关键，在开工以后，立即将总工程师办事处迁到南口，决心修好这段工程。居庸关隧道在詹天佑的亲自指挥下首先开工。开凿隧道不仅要有经验丰富的工程师，精密的测量，而且还要有新式的开山机、抽水机和通风机等设备。可是当时没有这些设备，只是靠工人的两只手来开凿，开凿之前，必须先测定凿线、定线时，詹天佑首先想到的是节省经费，选择山岭最窄的地方开凿，使隧道短平直，如遇山势陡峭的地带，则采用螺旋环山法以减少隧道的长度，同时也免去坡度的急促。

居庸关山势陡险，詹天佑开始打算直线穿关而过，但这样就得使关内的许多民房被拆毁，为了不使山地居民因为修筑而无家可归，詹天佑绕道关东山麓，修建一座天拱桥，横跨涧谷，绕远20多米开凿隧道。

居庸关由于山势高，岩层厚，如果从一头凿进，一定会延误工期，如果在隧道中距离开井，垂直下去山势又过高，岩层很厚，不易施工。于是詹天佑决定采用从两端向中点凿进的方法，对凿法对施工的精密度要求很高。所谓“差之毫厘，谬以千里”，只要稍有差错山洞就不能在中点贯通。

詹天佑先绘制一幅隧道剖面图。然后，让人在山岭高处立一只标杆，在岭两侧各立一地点标杆，这三点构成一个垂直面。然后，在两侧地点内侧再立一人点标杆，这样，地点与人点的延长线就指示所凿隧道的中线。施工队每挖掘几米，就立一新的中橛，并不断地向洞外的地点校正看齐，以保证掘进方面不偏。定线以后，就开始施工，每端配备60名工人，从两头同时开工向中点凿进。60人中凿工40名，土石运输工20名，凿工两人一组，一人拿钢钎，另一人拿铁锤，轮流用钢钎在岩石上打出两米深的炮眼，再装上炸药和引线爆炸岩石。洞眼的大小、深浅，方位以及装药的分量，都由詹天佑亲自决定。在中国把炸药用于矿山和掘进工程，是詹天佑首创的。

正当居庸关工程顺利掘进的时候，日本包工商雨宫敬次郎上书袁世凯，要求用日本钻机，并派日本枝师和钻工承揽全部隧道工程，说：“中国技术人员及工人对开凿山洞都无经验，如果只靠人工，恐怕很难完成。”詹天佑一口回绝，他心里想：“开山机固然好，但你们想以此来掠夺筑路权，办不到，我们要靠中国人自己的双手打通山洞让你们看看。”

隧道开进几十米以后，又遇上了新的困难，原来山顶的泉水渗入洞中，又正值雨季，雨水也流入洞中，隧道内积满了水。泥水齐流，炸药也失去了作用，工程进行很困难。但詹天佑并不灰心，他带头挑着水桶去排水。他常常和工人们在一起吃饭、住宿，不离开工地。

英国人金达常常带领一些其他外国工程师来到居庸关内外，他们带着猎枪，拿着食品，以打猎为名在附近转来转去偷窥工程。有一次他们看见詹天佑从洞里走出来，穿着工作服，挑着泥水桶在排水，就和詹天佑说：“购买一台外国抽水机很快就排干了，何必这么费事呢？”詹天佑说：“没有抽水机我们照样也能干！”

一个奥地利驻天津的领事，问詹天佑要不要从匈牙利工厂购买京张路的车辆，他说：“我知道唐山厂不能制造车辆，所以来给你介绍。”詹天佑郑重地告诉他：“如果中国唐山厂不能替京张铁路制造车辆，我们将到天津各厂家去买……我们决不会找你，也不会找其他厂家，唯一的办法是去我们自己的工厂去买。”

京张路的全体人员在詹天佑的领导下，终于克服了一切困难，在1908年4月凿通了居庸关隧道。

在居庸关隧道开工之后不久，八达岭隧道也开始动工，八达岭隧道比居庸关隧道长3倍，地层几乎都是十分坚硬的花岗岩，凿起来非常难。詹天佑根据具体情况，认为八达岭隧道洞身过长，如果还用两端对凿的办法，很不容易准确掌握而且耗时较长，他和老工人们在一起商量后，决定改用中距离凿井的办法，然后分6个作业面同时掘进。用这种办法施工更加困难。在洞两端相对中点凿进的同时，再于洞身中部的山上，开两口大竖井。挖至预定中线和水平线后，分别向两端掘进，等到凿进稍深以后，在井口设架辘轳，以便运送工人，土石，积水和作业器材，詹天佑经常深入现场，和工人们吃住在一起，以便随时处理施工中出现的新问题。

有一次，他在井下跟工人一起作业，忽然感到胸闷气喘，看看旁边随身携带的小瓦斯灯，火苗也越来越弱了。他意识到这是井下缺氧，会影响工人操作和生命安危，就立即指挥工人撤到井上。为解决井下缺氧问题，他下令在井口设扇风机用人力鼓风，连接铁管，把新鲜空气送到井下，保障井下作业人员的健康，他还想到隧道修通后，洞内检修工人的安全问题，于是在洞内设避风洞和通风楼，每隔几十米凿一个避险洞。这样在火车过洞的时候，工人就可以转入避险洞，以免发生危险。

1908年5月23日，八达岭隧道全部打通。詹天佑特地邀请外国工程家金达、喀克斯等人来工地参观，当他们坐着专车巡视过居庸关，八达岭两个隧道后，他们对于这项工程设计的合理、设施的完备、施工的精细给予很高评价；当他们检测这座分段开凿的山洞“南北直线及水平高低竟不差分毫”的时候，表示非常敬佩。英国工程师金达对詹天佑说：“你们已经很经济地完成了十分完善的工作，这要归功于你和你的部下。”喀克斯也说：“如果外国工程师再谣传修京张路的工程师中有外籍人员，我愿意作证。”几个原想包工的日本工程师对工程也大加赞美。

居庸关、八达岭隧道完成后不久，紧接着石佛寺、五桂头这两个隧道也胜利完成了。但前面的铺轨工程又遇到了新的难题。八达岭附近地势极险，如果铁路沿山直上，坡度太大，不仅行车危险，而且工程造价也很高。詹天佑经过苦想，创造性地利用折返线办法，从青龙桥起依着山腰，设计出“人”字形轨道。缓和了路线的倾斜度。

当第二段工程紧张进行时，詹天佑就布置另一些人用骡马将钢材石碴、枕木等运往第三期工程施工沿线，做好备料工作，所以第二期工程一结束，第三期工程立即动工，进行得非常顺利。

1909年，火车已通到怀来县。怀来河大铁桥是京张路中最长的桥梁，是用30米长的7座钢梁架成的。在第三期工程中，由岔道城以北经过康庄、怀来、土木、沙城、新保安、下花园等处，都沿线建立了车站，这一段地势较平，施工也很容易，但从下花园到鸡鸣驿矿区的岔道，虽然只有2千米左右，但必须沿山铺筑路基，这一段工程的难度仅次于关沟段的隧道工程。由鸡鸣驿山沿大河过蛇腰湾、老龙背达响水铺，这一带左临羊河，右傍石山，必须沿山开凿，20米深的通道，再用这些石块垫高3千米多长的河身。同时，为了防止河水涨潮或山洪暴发，冲塌路基，必须用水泥砖保护。

在京张路的施工中，修建了很多大桥，詹天佑利用当地的石料和我国自造的水泥筑成了很多拱桥，既美观又坚固耐用，还为国家节省了经费。到1909年9月24日，经过主营全国铁路交通的邮传部尚书徐世昌、侍郎沈云沛和汪大燮对京张铁路的验收，京张路全线通车。原计划全部工程6年完成，在詹天佑和全体工程人员的努力下，只用了4年就提前完成了。京张路建筑工款原预算为7291860两白银。而实际上只用了6935086两。在建桥工程中，大部分桥都是利用当地材料，设计出许多有民族特色、坚固美观的石拱桥。不仅缩短了工期，还节约了经费。真正实现了詹天佑提出的“花钱少、质量好、完工快”3个要求，为中国人扬了眉，吐了气。为了纪念中国自己修筑的第一条铁路，清政府邮传部批准从9月10日至月底，丰台至张家口之间，往来客商无论从何处上车，一概免收车费，货物也免收运费。1909年10月2日，在南口举行了通车典礼。