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光緒三十一年，詹天佑將修造京張鐵路的詳細辦法呈送袁世凱，其中提及「京張一路，由豐台發軔至張家口，雖僅三百六十餘里，而中隔居庸關八達嶺，層巒疊嶂，石硝彎多」，他更進一步指出「此路早成一日，公家即早獲一日之利益，商旅亦早享一日之便安，外人亦可早杜一日之覬覦」。
這裡是橫貫燕山山脈的長城，塞外狂風怒號、飛沙滿天，八十多年前，詹天佑率領工程人員，背著標桿和經緯儀，出沒在軍都山的懸崖峭壁之間，進行艱苦的測量工作，當時不但外國工程師認為中國人，不可能獨力完成這條鐵路，連中國人也批評詹天佑「狂妄自大」、「不自量力」。西元一九○六年十月二十四日，詹天佑在寄給美國老師諾索布夫人的信中寫道：「中國已經醒過來了，中國人要用自己的工程師和自己的錢來建築鐵路，我好像是列在最前線的中國工程師，如果京張路工程失敗的話，不但是我個人的不幸，中國工程師的不幸，同時更是所有中國人的不幸」。
「關溝段」是京張鐵路最艱鉅的工程，其中以八達嶺隧道路線的選定更是關鍵。在零下十度的氣溫裡，外景隊來到了京張鐵路，工程最艱鉅的八達嶺隧道。（這裡就是京張鐵路沿線最長的八達嶺隧道，八達嶺隧道的挖通，是京張鐵路最艱鉅的工程之一，由於八達嶺山形陡峭，又有長城阻絕，所以以當時的技術水準來說，幾乎很難完成，可是詹天佑先生發明了「對鑿法」，利用八達嶺隧道兩端同時對挖，由於計算精準，當隧道兩端鑿通以後，竟然完全吻合，不差一分一毫。）
由於八達嶺隧道太長，如果依照傳統施工法，從隧道兩端開挖，工期勢必太長，於是詹天佑採用「對鑿法」，不但工期大為縮短，而且隧道打通之後，尺寸更是跟原來設計的一模一樣，這是當時所拍攝的八達嶺隧道，從畫面上可以看見長城，在八達嶺的左上方蜿蜒通過。「關溝段」另外一個艱鉅的工程，是青龍橋附近的「人」字形鐵道，京張鐵路在經過燕山山區青龍橋附近的時候，由於坡度陡升，山上又沒有足夠的腹地讓火車轉彎，於是詹天佑就設計了這個「之」字形的路線，也就是說火車的頭尾各有一節機車，當火車爬坡到青龍橋車站的時候，原來的車頭變成車尾，原來的車尾變成車頭，列車車身不必調動，火車就可以朝另外一個方向繼續上山了。
「之」字形路線有點類似，今天台灣阿里山登山鐵路的設計，但是在十九世紀初期，這種設計卻是破天荒的第一次。這是當年「之」字形鐵軌，在青龍橋附近施工的歷史照片，從這張照片，我們可以看見上下行的火車，同時在「之」字形鐵軌上開行。
為了帶領觀眾親眼目睹詹天佑這項別出心裁的設計，外景小組特地來到了「之」字形鐵道的所在地青龍橋車站，青龍橋車站是京張鐵路的最高點，四面環山，形勢險要，長城就從對面的懸崖峭壁上橫越而過，當地的人們告訴我們，從青龍橋登長城，比其他的地方更能領略長城的粗獷和蒼涼。從北京開來的火車進站之後，寂靜的青龍橋車站一下子就熱鬧起來了。這會兒，青龍橋站上的情景，令我們想起民國五十年代台灣的車站風情，火車還沒停穩，賣東西的小販已經一擁而上，除了可以果腹的肉餅之外，還有蛋糕、花生汽水和啤酒。
就在小販忙著跟旅客進行交易的時候，火車司機也沒閒著，他們得趁著靠站的時候完成機車調度的工作，根據詹天佑的設計，火車駛進燕山山區，坡度增大，因此用兩節機車牽引列車上山，駛進青龍橋車站之後，將其中一節機車調到火車的另一端，當做車頭，另一節機車當做車尾，這樣車身不動，火車卻可以在山窩裡完成調頭的作業，畫面上我們看見兩節機車當中的一輛，正駛向火車的另一頭。司機完成了機車的調度，旅客和小販也結束了短暫的交易，北京開往張家口的二一六次長途列車，正離開青龍橋，緩緩駛進長達一公里多的八達嶺隧道。
類似「之」字形軌道的特殊設計，使得京張鐵路的築路成本，比其他由外國人修築的鐵路低了許多。成本降低的另外一個原因，是詹天佑大量使用混凝土來代替昂貴的鋼樑，這張照片顯示，他利用當地開採的石塊，修築了許多具有地方特色的拱橋，今天沿著京張鐵路，我們不但可以見到一座又一座，外型古典優美又堅固的拱橋，同時還可以看見當地居民仍然繼續著，流傳將近百年的石材開採工作。新型黃色炸藥的使用是詹天佑的另外一項創舉，這種原名叫做RACK-A-ROCK的炸藥，爆破力強，性能穩定，用於隧道開挖爆破，不但效果大增，而且大幅提高了施工的安全性。
宣統元年，西元一九○九年五月十七日，京張鐵路釘軌到張家口，九月二十日，詹天佑在南口主持了盛大的通車典禮，原來預定四年才能完成的鐵路，提前完工了，當初的預算，扣除實際的支出，還剩下銀元三十五萬六千七百七十四兩，這些餘款全部歸公，這樣的事情，在當時的中國可以說是奇聞，但是，詹天佑做到了，當時清廷郵傳部對詹天佑的評語是：「此路為國家完全自築之路，又為我國工程師名譽所關，咸能奮勉圖強，創成鉅業」同年十二月，清廷頒授詹天佑工科「進士出身」第一名。
新聞來源：華視新聞
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