京张铁路是铁路工程的经典，更是由此建立了中国自造铁路的技术力量，进而发挥救国奇效。

1905年开工，1909年完工，京张路正面凿穿燕山山脉，打通居庸天险，工程艰巨。这条铁路却坚持不借洋款，不用洋工程师，完全自力建设。最困难的“关沟段”，最大坡度达到一般火车无法行驶的3.33%，弯线最小半径达到一般轨道无法支撑的182.9米（600英尺）。建路计划公布，全球工程界大哗，外国专家嘲讽道：“中国能建造此路之工程师尚未出生。”

主持工程的总工程司（师）詹天佑不负众望，如期完工，更创造足以载诸教科书的工程管制典范。“斯路由中国筹款自造，而工程亦全用华员经理，绝不借才他邦，为本路特异之点。”邮传部尚书徐世昌于通车典礼致词时大加称赞，“方路经始以来，外人议者咸以为吾国工程师不若欧美，因预料全工之不克竟成，几若众口一词，据为定论。乃曾几何时，全路险且巨之大工，人所闻而惊惧者，卒能履险如夷，克期告蒇。”

履险如夷的京张铁路，接通了天津海口与张垣商埠。此举将太平洋航线与东北亚的陆路黄金商道连成一线，造就清末北洋最赚钱的黄金路线，更使中国在东北亚的地缘战略态势由弱翻强，铿锵证实了铁路的救国奇效。徐世昌热烈预言，京张路的巨大成功激起工程界自信，必能继续复制成功经验。他激动地说：“后此之从事工程者，亦得以益坚其自信力，而勇于图成。则吾国将来自办之铁路，枝干纵横，所继兴而未有艾者，必皆以京张为之嚆矢。”

京张铁路不负众望，为苦难的近代中国打开出路。

中国铁路由“海防”起步

美国铁路界有俗语：“只要国家建设铁路，铁路自会建设国家。”清季自强运动的中兴群臣，对铁路却非常敌视。

铁路在1825年问世，于南北战争中大放异彩，燃起全球铁路建设热潮。美国于1869年完成横贯北美的太平洋铁路；英国于1860年代发展出都会区通勤火车，建设地铁与环状线；德相俾斯麦则在1870年代建成连结各州的铁路网，激发最大建设力量。即使是落后的日本，也在1872年建成第一条铁路“东海道本线”。

然而，清廷对铁路十分冷淡。1867年，李鸿章上奏，批评铁路“凿我山川，害我田庐，碍我风水，占我商民生计”，万万不可兴建。

中兴名臣抵制铁路，是因为自强运动专重“海防”，目标是“师夷之长技以制夷”，抵抗越洋来犯的洋人，而不是全面洋化。由海防角度而言，“夷之长技”只有三个：“一，战舰；二，火器；三，养兵练兵之法。”因此，1860年代的自强运动发展严重失衡，专重轮船、兵器与洋枪队，此外一律抵制。清廷斥资建立南北洋海军，却不肯铺电报线，以快马驿差指挥舰队；新式的铁甲舰以燃煤为动力，却不愿模仿洋人机械开矿，只好远道由英国进口燃煤。

到了1870年代，中兴群臣渐渐领悟“海防”不能单靠轮船与洋炮，才开始增加西法建设，优先登场的项目是1877年开办的开平矿务局。洋机器开矿，必须搭配铁路运输控制成本。李鸿章放下成见，铺设唐山矿区到水运码头胥各庄的“唐胥铁路”。短短9.7公里，迈出铁路建设第一步。李鸿章又花了足足7年，力排众议，使唐胥路展筑到天津，由矿区铁路升格为运营客货的津沽铁路。

1888年津沽铁路通车，李鸿章登车视察，称赞火车“快利为轮船所不及”。随侍在侧的天津机器制造局总理沈保靖，兴奋展望铁路发展工商的美好前景。沈保靖记录详细：“每机车一辆，可带客货车三四十辆。装运之稳，行驶之速，均过轮船。舆情称便。”但中兴名臣心里的算盘，仍然是“海防”。

津沽铁路的展筑，是由“总理海军事务衙门”发动的，主要的建设目标是加速陆路运兵效率，才能对海岸登陆之来敌进行内线防御。“沿海设防，固需有精练之水师，而后能战，尤赖有精练之陆师，而后能守。”海军衙门1889年总结津沽铁路之利时不谈工商发展而专重海防的战略价值，“主灵而客钝，守易而攻难。首善腹地有三五支精练大军，直与沿海逐处皆屯重兵者无异。诚御侮之长策，亦持久之良图。”

海军衙门的主要任务是巩固渤海，避免英法联军攻占京城的惨剧重演。因此，海军衙门全心全力，沿着渤海展筑铁路。湖广总督张之洞与台湾巡抚刘铭传提出异议，主张跃出“海防”思维，深入内陆建造“腹省干路”，惨遭言官围剿。直到甲午战争大败，清廷猛然醒悟，却已太迟。因为由1861年自强运动开始，到1895年甲午战败，漫漫30余年间，清廷全未培养建造铁路的人才。

当时唯一的干线铁路是向辽西展筑的关东铁路（今京奉铁路），各段工程完全由开平矿务局的英籍工程师金达（Claude W. Kinder）主持。自强运动期间，国内唯一开班教铁路工程的学校，是北洋武备学堂附设的幼年铁路学堂，学习范围仅限于“行军铁路”（军用轻便铁道），与正规铁路大不相同。亡羊补牢，清廷于1896年成立山海关北洋铁路官学堂，却毁于八国联军。

工程师没着落，“腹省干路”却不能拖。1896年，清廷筹款1300万两成立“中国铁路总公司”，总办盛宣怀却慨然发现“中国于铁路工尚无专门之学”。更糟糕的是，《马关条约》赔款白银2亿两，榨干了清廷的国库。

据1891年统计，清廷中央一年岁入为白银8234万余两，岁出7817万余两，国库年年有余，才能推动自强运动。《马关条约》赔款相当于中央岁入的2.4倍，国库一扫而空。朝廷只好向列强借债，要求各省分摊每年1200万两的本利还款，连带榨干了地方财政。6年之后，财政再遭浩劫，庚子赔款本息高达98223.815万两，各省年摊派额再加1800万两，清廷财政再无翻身之日。

中国铁路总公司的1300万两启动资金，是清廷硬挤出来的最后本钱。1000万来自户部国库存底，300万是南北洋建设结存款。换言之，这是清廷的孤注一掷。然而，大铺铁路很昂贵，中国急需建造连结各省的漫长“腹省干路”，需求资金数以亿计。

中国铁路总公司的第一个建设案——芦汉铁路（京汉铁路），预算超过6000万两。盛宣怀只好大借外债，用洋工程师建路。只是国内工程界对铁路一窍不通，听任洋人漫天开价，将芦汉铁路合同签成30年经营权拱手让人的不平等条约。

“（芦汉铁路）合同铸成大错，致其他与京汉联系之路线陆续借款，其合同皆以京汉为蓝本，不易变更。”叶恭绰任交通总长时受足了借款铁路的委屈而鸣不平。但中国没有底气，若不丧权辱国借外债，就无力建铁路。而不建铁路，就无法阻止列强侵略。

在这绝望时刻，完全由中国人自行修筑的京张铁路突然落成，平地一声雷，震惊全球铁路界，更建立起铁路救国的底气。

中国只有两个铁路工程师

八国联军后，袁世凯出任北洋大臣，扛起“庚子后新政”。他受任于国家财政破产之时，特重发展工商创收。而在京城旁边就有颗金蛋，只要铁路一通，就能孵化产金。

张家口是东北亚商道起点，中国商队满载茶叶，陟越草原大漠，夜行晓宿4300华里，到达边城恰克图，换回西伯利亚貂皮、芬兰狐皮、莫斯科海獭皮与北极海象皮等高价皮张。这条以茶叶与皮毛交易打造的“买卖路”，行路十分艰辛，“三千里荒凉绝塞，五十日沐雨栉风”，却是不亚于丝路的黄金商道。

“买卖路”上的茶叶来自福建两湖，武汉加工，海运天津，到北京装箱上骆驼，成为京城一景。本地文史记载：“每年茶事季节，张家口的骆驼队到了北京，从新街口到西直门，骆驼一过就是几百匹，使北京交通几个小时阻塞。在老北京人心目中，也是记忆较深的。”

驼队虽然壮观，却严重限制“买卖路”的经济规模。因为张家口与北京城之间，隔着居庸关。塞满西直门大街的驼队，来回都要穿越八达岭，高昂运费成为张家口商道上的第一只拦路虎。于是，商界出现修筑北京至张家口铁路的呼声。1904年，袁世凯把京张铁路推上进程。当时，关内外铁路（京奉铁路）已接通北京与天津，若再由北京展筑铁路至张家口，就能连结东北亚陆路与太平洋海路。

袁世凯兼任“督办关内外铁路大臣”，而京奉路是清末民初最赚钱的铁路。他决心利用京奉路的盈利，修筑京张路。然而，京奉路由中英银公司借款建造，营运由英国人把持。英方浑水摸鱼，要求京张筑路权。袁世凯巧妙利用地缘战略天平，以夷制夷，打消中英银公司吞下京张路的妄想，谈定中国政府按年提拔京奉路盈利自行修京张路。

但英国人老奸巨猾，另加附款，要求工程不能使用任何外国工程师，以示公平。这一手，是等着看袁世凯笑话，因为当时全中国只有两名合格的铁路工程师。

中国铁路公司于1897年筹建粤汉铁路，湖南巡抚陈宝箴要求使用本国工程师。北洋大臣王文韶与湖广总督张之洞遍查南北人才，发现全国只有两位工程师能当重任：“学习铁路工程，可充工程师者，仅有詹天佑、邝景阳二员。詹天佑现在津芦掌差，邝景阳现在津榆管路。湖南抚臣所谓暂用中国工程师初勘测路，除此二员，实无人可派。”

詹天佑与邝景阳都是1872年的留美幼童。这是自强运动期间唯一的留学生方案。1878年，清廷下令全体留美幼童放弃学业返国，念到大学毕业的学生只有两人，詹天佑是其中之一。

中国铁路之父的早年经历，就是一部“海防”政策的缩影。他于耶鲁大学雪斐科学院主修土木工程，3年毕业，选读的课程偏重铁路，完整学习了由铁路线路测量勘测、路基土方与凿石开隧道等整套铁路土木工程，进而研习力学与蒸汽引擎，对火车机务也有相当了解。但返国后专业无用，又被送进福州船政后学堂驾驶班，1883年毕业后上扬武兵船见习，“专司燃炮”。1884年中法战争马江海战，扬武兵船中弹，詹天佑“仍继续发炮，既而火势猛烈，管带官下令学生速离船，方跃下水”。他此后于广东水陆师学堂教洋文，测绘广东沿海形势图，全是学非所用的海防工作。

同为留美幼童的邝景阳，肄业于麻省理工学院，派到开平煤矿工作，得以参加矿区铁路建设。唐胥铁路展筑为津沽铁路时，邝景阳担任帮工程司（助理工程师），乘机举荐老同学，詹天佑才得以于1888年回到铁路本业。

京奉铁路以英国标准严谨建造，詹天佑完整历练铁路建设各环节，他于1888年参加津沽段铺轨，1890年参加关内段向山海关展筑工程。他1892年首次独当一面，主持滦河铁桥工程。滦河淤泥太深，难以打桩，英国工程师自认失败。詹天佑临危受命，改用压气沉箱法打桩，成功建成大桥。他声名鹊起，于1894年获选为英国土木工程师会（Institute of Civil Engineers）会员。

詹天佑自此独当一面，1895年主持津芦段铁路展筑，将京奉路推进到北京永定门。他1898年主持展筑营口支线，1901年主持萍乡煤矿至醴陵的萍醴铁路工程。1902年，詹天佑首次扛起“总工程司”重任。清廷兴建由京汉铁路高碑店站至梁各庄的42.5公里西陵支线，以利慈禧太后谒陵，工期限定4个月。袁世凯指定詹天佑任总工程司（师），于隆冬勘测兴筑，破冰架桥，如期通车。

要自建铁路，只有詹天佑可用。袁世凯用人气魄大，他赋予詹天佑工程全权，财务会计一把抓，就连材料与车辆采购也由詹天佑全权主办。铁路工程界元老凌鸿勋追述詹天佑权力之专的时候是大为羡慕：“其时政府机构简单，手续便捷。先生既得政府之信任，几于言出必从，无所掣肘，始能尽其所能，遂行其志。”

“似乎我成了中国最佳的工程师，而且全体中国人和外国人正密切注视着我的工作。如果我失败，不仅是我个人的不幸，也是全体中国工程师和所有中国人的不幸，因为人们将不再信任中国工程师了。”詹天佑战战兢兢地扛起重任之际却发现贸然发挥本领实在过于冒险。

铁路工程的经典

京张铁路全长201.2公里。东起京奉路柳村第60号桥，西到张家口站，沿途大多是平原，只有19.2公里的关沟段是飞鸟难越的险峻山地。战国时筑居庸关，“天下九塞，居庸第一”，现有道路无法铺设铁路。

詹天佑在《京张铁路工程纪略》里记录：“一出南口车站后，则万山丛沓。舍从关沟，无路可通。”居庸之险，由入山处南口开始，一片乱山，只有关沟峡谷一线可行。前行6公里，到曾有古诗描写“门掩山河百万重”的居庸关。詹天佑见到的山道：“仰视则迢遰百寻，下临则峥嵘千仞”。过了居庸关，詹天佑眼里是：“八达岭横于前，其上则为古长城。峭壁百寻，惊心怵目。”

詹天佑架设经纬仪与标杆测量地形，却“几无立足之地，取准之不易也”。好不容易完成测量，又发现坡度过大，“由南口而至八达岭，远不过六百鍊，而地面之高下，竟至一千九百尺”。而且“山环谷曲，无地旋车。虽极力将路线引长，仅得三十尺高一尺之坡度”。

“鍊”是100尺（营造尺），600鍊只有19.2公里，却是全路成败关键。铁路摩擦系数小，火车不能如人马一般爬陡坡。北洋交通部《国有铁路标准》规定的最大坡度，是“丙级路”于山岳区容许值2%，关沟段却达到3.33%。而且火车长列，不可小角度急弯。“丙级路”山丘区的弯线最小半径191.07米，关沟段更弯，达到182.9米。

坡度与弯度都超出限制，最合理的选择，是架高架桥跨越居庸关与八达岭。1934年的平绥铁路局报告，揭露了詹天佑罕为人知的原始设计：“原测居庸关一带，以阻隔关沟，拟建巨桥，傍山直上。”只是中国铁路起步之初，技术力量不足，“后虑行车出险，始定今线”。

中国直到30年后陇海铁路穿越豫西山地，才首次出现高架铁路。詹天佑新人初试，采取保守路线，在崇山峻岭之间硬开出铁路。只是关沟古道弯度过大，陂度过陡，而且暴雨冲刷，“夏雨之后，万山之水奔注其间，泛滥若决江河，不能直接铺路”。于是詹天佑一出南口，就连打三个隧道。“居庸关山洞”全长336.98米，“五贵头山洞”45.72米，“石佛寺山洞”141.12米。

闯过居庸关，铁路线向东北急转爬陡坡，到了“青龙桥对山之东沟”，对正八达岭的最短穿山路线，这里“地势稍平，可设车站，以便车辆往来”。詹天佑于此建立名垂青史的青龙桥车站，艰苦爬坡到此为止。列车在青龙桥停车10分钟，再一个大急弯，取道坡度平缓的东沟，向八达岭疾进。八达岭“岚翠横空，万难绕越”，詹天佑开凿1091.18米的八达岭隧道，由古长城下穿山而过。只是路线过长，他凿直井分段爆破，加速赶工。

开隧道最困难处在测量，分段爆破更易偏差，八达岭又是“上阻长城，中隔山岭，瞭望难周”的测量考验，只能以三角测量分段计算路线与水平。更严峻的是，八达岭段是国内首次使用炸药开山，用的又是大威力的黄色炸药，每一次爆破都得精密控制。两角夹一边，詹天佑的计算毫无失误，“迨开通后，测见南北直线及平水高低，均幸未差秒黍”。

关沟段的最大坡度，在居庸关隧道到青龙桥之间，一般机车无法翻越，需于车尾加挂牵引力4.2万公斤的“加大马力机车”，将列车硬推上青龙桥。由石佛寺到八达岭，一连两个大急弯，形成“之”字形，造成超出极限的弯线最小半径。詹天佑狠抓工程与材料，使用进口85磅重轨、严选枕木、在陡坡与急弯处加强护轨与轨撑。长年主持京奉铁路工程的英国工程师金达，参观关沟段工程期间肃然起敬。

闯过八达岭，不远处是康庄，列车才能卸下“加大马力机车”，正常行驶。京张路一如预期，串起东北亚商道与天津海口，激发出强劲经济增长，张家口年贸易额飙增至1.5亿两。在1921年极盛时期，京张路载客100余万人次，货运量高达145万吨。

救国之路

世人看京张路，惊呼工程奇迹，但铁路工程师却最佩服詹天佑的工程管控。

京张路于1909年8月完工，詹天佑卸任做交接工作，轰动了晚清官场。京张路选用上好材料，工程异常艰难，而且采购由詹天佑一人主持，全无监管。他居然创造了最低造价美谈。全路工程原预算白银7291860两，不但没超支，还缴回了288898两。

凌鸿勋分析原因：当时由外国工程师主持的各大干线，使用翻译管理包工，不肖翻译现场先抽一成；洋人把持各路会计，任意浪费，住洋房、吃洋餐、自备花车，总务账再扒一层皮；而最惊人的浪费，还是合同回佣与购料佣金，“当时因主办铁路而致巨富者，大有人在”。

京张路由中国人自行建造，免除翻译中饱与洋人浪费。詹天佑更清廉自持，凌鸿勋对此回忆：“任铁路主管凡十有余年，而生活异常简单。因公至京，辄寄寓于工程师学会宿舍，而不住豪华饭店。”詹天佑对两袖清风与卓越工程业绩都引以为豪，京张路用款虽然没有“审计稽核等苛烦手续”，但涓滴归公，“平均每公里之建筑用款，仅为京汉、京奉等路之一半”。

詹天佑壮志在胸，他不但把京张路铺成模范铁路，更要以京张路建立国人自办铁路的底气，为建设国家打开出路。

中国缺工程师，詹天佑在京张路创制“工程练习生”与“工程毕业生”。他以铁路现场为教室，手把手亲自教育，练成了中国第一批国产工程师，果然开枝散叶，“早年筑路人才，多出于先生之门”。

自办铁路的第二个障碍，是铁路规格。当时京奉路讲英文用英尺，京汉路讲法文用公尺，詹天佑倡导度量衡统一，更推行铁路工程中的文化。凌鸿勋感念詹天佑对中国铁路事业的奠基贡献：“工程名词，当时多沿外文译意或译音，甚为庞杂不一。京张路一切以中文为准，所用名词遂渐归划一。后来先生约集同人，编为中华工学词汇。”

京张路首开国人建设与管理铁路之先例，但京张经验必须上升为国家规范，才能大建铁路。北洋初年，詹天佑的知遇长官袁世凯是大总统，留美同学大多飞黄腾达，比他晚两届的唐绍仪是国务总理，顶头上司交通总长梁敦彦是同桌同学。但詹天佑不慕名利，屈就交通部技监，主管“铁路技术委员会”。这默默无闻的清水衙门，制定了《中华国有铁路标准》，中国人从此能自己建设铁路，自己管理铁路。

1930年代，中国铁路建设蓬勃发展，詹天佑的苦心开花结果。抗战时参与滇缅铁路建设的工程师陈广沅，曾有京绥铁路之行，他瞻仰詹天佑铜像的那一刻慷慨涕下。“火车（于青龙桥站）停车约十分钟，乘客可下车瞻望车道，下车后即见詹天佑铜像。青龙桥开车不久，即穿过八达岭之长隧道，长逾一千余公尺，贯穿坚石，为中国铁路最长最坚之隧道。出洞后见峰峦起伏，长城蜿蜒山脊如长蛇，极壮观。”陈广沅触景生情，“自南口至康庄一段，为工程最艰巨的关沟段，集最大坡道、最长隧道、最急弯道之大成。无此关山，不足以显此工程之艰巨。无此工程，不足以显大好河山所钟毓之特殊人才。”