1904 年,清政府铁路督办袁世凯打算用英国贷款修建京张铁路。1905 年,清政府决定自建京张铁路,任命詹天佑为京张铁路局会办兼总工程师。因为这是中国人主持铁路工程的开端。一时议论四起,英国人甚至挖苦说:“中国能够修筑这条铁路的工程师还没诞生呢!中国人想不靠外国人自己修铁路,就算不是梦想,至少也得五十年。”
明知山有虎,偏向虎山行。詹天佑说:“中国地大物博,而于一路之工,必须借重外人,引以为耻!”面对人才奇缺的困难,顶着中外舆论的压力,詹天佑置个人名利于度外,决心为国家、为民族争一口气,毅然承担了建造京张铁路的重任。
▲詹天佑成为“京张铁路”修建的不二人选
1905年5月17日,他亲自率领山海关北洋铁路官学堂 ( 西南交通大学前身)第一届毕业生张鸿诰(一说张鸿浩)、徐文远 ( 徐文洄 )——当时仅有的两名懂铁路技术的人员,从丰台出发,开始勘测。他们三人身背标杆和经纬仪,不畏艰险长途跋涉,经过关沟段,直到张家口。为了全面地掌握资料,测出最佳线路,詹天佑带着两名助手日夜奔波在崎岖的山岭上,在长达二百多公里的路程上,白天精心测量,晚上还要在油灯下核实方位,绘图计算,比较线路。
除了关沟段,詹天佑对京张铁路全线其他复杂路段,也反复勘测、比较,以选择最省时、省工、省钱又安全的最佳路线。
▲京张铁路工程图
1905 年 9 月 4 日,京张铁路正式开工修筑。由于京张铁路工期紧迫,工程艰巨,为了加快修筑速度,詹天佑采取了分段施工的办法。
12 月 12 日,詹天佑亲手在丰台铺轨现场钉下了第一枚道钉。也就是在这一天,工程队列车中有一节车钩链子折断,造成车辆脱轨事故。一些外国人,抓住此事大肆叫嚣,说什么詹天佑在铺道的头一天就翻车,证明这条路不用外国人是修不好的。尽管对于这些无耻谰言,詹天佑毫不介意。但是,列车钩链折断这件事却使詹天佑想到改进车钩。詹天佑凭借自己的学识,选择了适合中国多山、地形复杂的自动式挂钩—— Janney CouPler。
▲詹天佑画像
1906年10月24日,詹天佑在写给他在美国读书时的“家长”诺索布夫人的信中说:“全体中国人和外国人都密切注视着我的工作。如果我失败,不仅是我个人的不幸,也为全体中国工程师和所有中国人的不幸。”由于居庸关隧道山势高、岩层厚,为了减轻工人的劳动强度,詹天佑首次采用炸药爆破法,将爆炸力强而性能较稳定的矿山炸药——拉克洛炸药 (Rackarock) 应用于隧道开凿。为保证工程进度,他还采用了两端开凿法。
他勉励大家:“这是中国人自己修筑的第一条铁路,一定要把它修好;否则,不但惹外国人讥笑,还会使中国的工程师失掉信心。”居庸关隧道开工不久,八达岭隧道工程也接着开工了。这条隧道长1091 米,是居庸关隧道的三倍长,为全线的关键工程。为了保证隧道的施工质量,詹天佑吃住在现场,亲自把关,对定线、定位,甚至对每一个炮眼的直径和距离都要亲自过目。他这样不分昼夜地勤奋工作,使现场施工的所有员工无不深受感动。
▲八达岭隧道
八达岭隧道历时18个月,终于在1908年贯通,“测见南北直线及水平高低”竟“分毫未差”,其精湛的技术可窥 一斑。八达岭隧道是我国铁路建筑史上第一个超千米长的大隧道,它的建成揭开了我国自立修筑隧道的序幕。
四个隧道建成后,还有一个更大的难题,即八达岭的跨越问题。八达岭高踞关沟北端最高处,地势陡峭;该段线路坡度达 33‰,属我国之最,怎样才能使列车安全爬上呢?詹天佑独具匠心,精细选测,最后决定由石佛寺向山上爬,进入青龙桥东沟后,再折返穿过八达岭,创造性地运用“折返线”原理,在山多坡陡的青龙桥地段,依傍山腰,设计出别具一格的一段“人”字形线路。
▲《詹天佑》课本插图
这种折返式线路的设计, 是詹天佑在铁路上的创举。它既缩短了八达岭隧道的长度,大大减少了工人的劳动强度和施工的危险性,也降低了坡度,而且节省了工程费 10 万两白银。
▲青龙桥“人”字隧道
1909 年 4 月 2 日,火车通到下花园。下花园到鸡鸣驿矿区岔道一段路虽然不长,但是工程非常困难。因为左边是山,右边是河,需要在山上挖 一条六丈深的通道,在山下垫高七里长的河床。詹天佑因地制宜,以开山之石来垫山下河床。为防山洪冲击路基,又用水泥凝固,万无一失。因此,第三段工段也得 以胜利完成。