同年六月十四日（8月3日），张之洞把博学馆原址改为水师学堂，准 备建立新的海军力量。他调办理船政著有成绩的吴仲翔总办水陆师学堂事 务。詹天佑又由博学馆转到水陆师学堂继任洋文教习，直到光绪十四年（1888 年）他的老同学邝孙谋推荐他任唐津铁路的工程师为止。他归国后的7年， 就这样学非所用地消逝了，不但对他本人是无可估计的损失，对中国的铁道 事业也是一个重大的损失！
五、筑路生涯
第二次鸦片战争后，外国侵略者开始攫取在中国的筑路权。据统计，自 光绪二十一年到光绪二十四年，短短3年时间里，英帝国主义掠夺中国的铁 路投资权为2800英里，沙俄为1530英里，德帝国主义为720英里，比利时
（幕后为俄、法帝国）为650英里，法帝国主义为420英里，美帝国主义为 300英里。
光绪十四年（1888年），詹天佑在老同学邝孙谋的推荐下由中国铁路公 司总办任廷芳派充为铁路工程师，这是詹天佑献身中国铁路事业的开始。进 入中国铁路公司以后，詹天佑就看到了英国工程师金达和德国工程师鲍尔之 间的矛盾。他不愿留在天津，卷进这些纠纷，跟着就去唐胥铁路的工地，和 工人们一起工作。他在80天内指挥完成了塘沽到天津间的铺轨工程。光绪十 四年九月五日，唐山天津全线通车，李鸿章亲往勘验全线工程，认为铁路“平 稳坚实”，桥梁车栈均属合法，计程260里，只走一个半时辰，快利为轮船 所不及。他赞美金达的设计得法，并升金达为总工程师。詹天佑在铁路上的 初步成绩，就这样被金达窃夺了。邝孙谋心中有些不平，但詹天佑说：广东 有位陈宜禧工程师，在地方上作了很多事业，也从来没有人知道他，自己才 到铁路来，应当多做事，又何必争功。
光绪十八年（1892年），工程进展至滦河，滦河铁桥工程是一笔大有油 水可捞的生意，金达聘请英国人喀克斯来包工，但是，由于他对滦河河床的 钻探太马虎，涨水时水流湍急，打桩很困难。起初包给要价较低的日本工程 师来作，工程遭到了失败；后来德国工程师凭着主观想法，采用空气打桩法， 结果也失败了。金达眼看交工的期限即将到来，急得没有办法，才授意喀克 斯去找詹天佑来试一试。在喀克斯的眼睛里，从来就没有詹天佑这个工程师， 但到山穷水尽的时候，也不能不试他一次。詹天佑分析了外国工程师已用过 的各种打桩方法，仔细地研究了滦河河床的地质情况，经过缜密的测量与调 查以后，他决定改变桥址，用中国的“水鬼”潜入滦河深处，以传统的方法， 配合必要的机器进行打桩。他自己也穿着工人服装和工人们一起在工地上紧 张地工作。他虚心接受工人们的意见。外国工程师以妒忌和怀疑的眼光注视 着工程的进行。这位相信科学、相信群众的科学家，终于顺利地奠定了桥基， 完成了滦河大铁桥的全部工程。这不仅暴露了这些外国工程师的固步自封和 本领欠缺，也暴露了外国资本家在工程中偷工减料、唯利是图的事实。詹天 佑的成就，不仅使那些平素自命不凡的外国工程师感到惊奇和恐惧，同时更 使詹天佑和他的助手们坚定了以后担任更艰苦工程的信心。
光绪二十六年（1900年）以后，中国人民纷纷要求自修铁路，因而清朝 政府成立了铁路矿务总局，并颁布了《矿务铁路公共章程》，承认商人可以 兴办铁路。
光绪二十九年（1903年），商人李明和曾呈请清朝政府路矿总局，准他 招集股银600万两，承担修建北京至张家口的铁路工程，随呈并附送章程。 后商人李春也来呈请，但被清政府驳回，理由是“该商股本不可恃”。同年 九月，御史瑞琛采纳了商人张锡玉的建议，奏清商办京张铁路，当时又被驳 回。但清朝政府却因此同意了京张铁路的修建，将商人的方案批交商部讨论， 从此才有官办的议论。督办铁路大臣袁世凯、胡橘棻建议提拨关内外铁路的 余利来兴修京张铁路。
张家口在居庸关外，地处北京的西北，为通往内蒙古的孔道，在历史上 一直是北面的军事重镇。从经济方面看，由北京至张家口是南北商旅交易的 要道，贸易的数量很大，每年运输的货物，有蒙古一带输出的土产皮毛驼绒， 和南方输入的茶叶、纸张等生活用品。在政治上，理藩大臣肃亲王善耆为了 和蒙古王公加紧联系，也希望改善交通。因此，清政府很快便同意了官办这 条铁路的计划。
然而当时关内外铁路的余利，全部控制在中英公司手里，并规定如果要 提用此款，必须双方进行协商。清政府派道员梁如浩和中英公司进行磋商， 中英公司的代理人顾璞借口关内外铁路有中英借款的关系，京张铁路是关内 外铁路的延长线，必须由英国工程师来继续承办，否则不能拨款。其实英国 早就想控制这条通向蒙古的铁路，以对抗帝俄向这方面发展。修建京张铁路 的消息伟出后，沙皇政府又以前订的“长城以外来威胁不能由第三国承建” 的条约为理由，要挟清政府：如果找外国人修建，就得由帝俄承包。英俄争 吵了很久，没有获得解决的办法。最后，英国才同意由中国自己修建。
但修路经费掌握在英国手中，于是北洋大臣袁世凯饬令梁如浩等仍照原 来议决的方案和顾璞等进行会谈。并致函伦敦的中英公司，提议在关内外铁 路的进款余利项下，划存6个月借款本息，其余由该路任意提拨作为开办京 张铁路之用。中英公司则坚持：“必须备存一年的本息后，方可提用余款。 这样往返交涉了又将近一年，英方才同意改为6个月。并认为：修路的经费 既已掌握在英国之手，修成后一定对英国有利。另一方面，帝俄也提出：如 果清政府用本国的工程师和经费来修京张铁路，俄、英两国都可以不必帮助。 他们以为这样要挟，京张铁路必然没法动工，动了工也必然会中途失败，那 时不怕不向他们求援。
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