这次京张铁路的轨距，詹天佑坚持使用1.435米的标准轨距。他说：中 国真正统一要从铁路的轨距划一开始。铁路像人体的血管一样，要能周流全 身。铁路四通八达，工商业便能跟着发展。
在丰台车站铺轨的第一天，京张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。 那些不相信中国人自己能修好铁路的人，到处造谣说；詹天佑在钉道的头一 天就翻了车，这条铁路不用外国工程师就靠不住。但列车钩链折断的事故却 提醒了詹天佑：不仅要有坚固的路基和标准的轨距，还要使列车的车厢之间 能够紧紧地联结在一起，特别是爬向高地或自高地下降，都必须十分安全。 这一系列的安全措施，都要在中国人自造的第一条铁路上全部予以实现。他 说他不怕任何造谣，可怕的是不肯改正缺点。后来他终于发明了自动挂钩， 使十几节车厢牢固地结合成一个整体。这种挂钩现在通用于全世界，人们称 为“詹天佑钩”。
当京张路路轨铺到清河镇的广宅坟院时，便遇到了阻挡。前任锦州道员 广宅是恭亲王载泽的亲戚，势力很大，雇人卧轨要挟，不让铁路从坟边通过。 这里三面都是高大的坟地，北面是郑王坟，南面是宦官坟，西边是那拉氏父 亲桂公爷的坟。可是广宅坚持要铁路改线，甚至说可以出些银子酬谢。但为 了避免一座大桥工程，又不可能改道。邮传部畏首畏尾也不敢拒绝广宅的无 理要求，詹天佑非常生气，他认为接受别人贿赂，串通舞弊，这是绝大的侮 辱，铁路计划断不能随便更改，他表示要以去留力争，非按照原订的线路前 进不可。
直到载泽等五大臣从北京动身出洋“考察宪政”时遇到“刺客”，吓得 载泽不问外事以后，广宅失去了后台，才软下来。由清河镇绅士贾士清说合， 广宅应允可以从墓墙外修过去，但为了保持风水，要求另修一条小河，并派 三品三员拈香设祭，路成之后再立碑纪念。詹天佑认为只要铁路修过去，其 他小事可以暂且容忍，便答应了这些条件。铁轨铺过去以后，广宅又叫立碑， 詹天佑便告诉工程队的人员不必再理他们。
这一时期，工款往往不能及时拨到，对工程影响很大。詹天佑不善于奔 走权门，也不屑于奉承上司，但为了早日把铁路修好，又不得不抽出很多的 时间跟权贵们周旋。他内心十分痛苦，还担心工程不能如期完成。
这一年，日俄战争爆发，关外炮火连天，北京却笙歌不辍。那拉氏陆续 移用海军经费数千万两来修颐和园；而人民负担着对外赔款，每年支出4000 万两，榨尽了人民的血汗。清朝政府荒淫无耻，挥金如土，对于铁路建设经 费则十分吝啬。詹天佑本想“早一日清偿路款”“早一日收回路权”，但他 看不出这希望何时可以实现。
第一段工程于光绪三十二年八月十三日（1906年9月30日）全部竣工 通车，修筑时间不到一年。
詹天佑在京张路第一段工程完工之后写了一封信给美国诺索卜夫人。诺 索卜夫人是他在美国纽海文中学读书时的教师。他在信中充分地表示了他的 信心和决心：
中国民众已知道建筑铁路的迫切需要。中国人要用自己的工程师和自己 的钱来建筑铁路。现中外人士都在注视我所主持的京张路工程。如果京张路 工程失败的话，不但是我的不幸、中国工程师的不幸，同时带给中国很大的 损失。在我接受这一任务前后，许多外国人露骨宣称中国工程师不能担当京 张线的石方和山洞等艰巨工程，但是我坚持我的工程，现第一段工程已经 完……
在修筑京张路第一段工程时，詹天佑还兼任沪嘉路的顾问工程师，参加 津浦路、洛潼路的计划工作。
这一年，京张铁路总办陈昭常调任吉林巡抚，詹天佑擢升为总办兼总工 程师，会办一职由广东人关冕钧担任，同时他坚持把他的老同学邝孙谋从开 滦煤矿调来，邝孙谋从美国回来后一直在开滦工作，詹天佑希望大家都来参 加中国人自己设计、自己建造的第一条铁路。他不愿意遗漏任何人，要使每 一个工程技术人员都能在这条新路上献出自己的力量。和詹天佑一起工作的 工程队的人员不但有工作经验，也有爱国热情。当时，除了干线外，还加修 了两条运煤支线，他们不仅不认为是增加负担，反而感到分外高兴。
京张路第一段工程完工以后，紧接着就开始修筑第二段南口至岔道城的 工程。这是京张铁路中最艰巨的一段。这一带遍布高山深谷，要筑路就必须 开山填壑。但最艰巨的是在山势陡险的关沟开凿四个隧道。同时关沟一段的 路基斜度逐渐升高，坡道长达8英里，路基每30尺内必需升高一尺。詹天佑 知道这一段是全路成败的关键。因此，在开工以后，詹天佑立即将总工程师 办事处移到南口，专心主持工程，并下定决心，不打通隧道就不回北京。
第二段工程开工后不久，英国汇丰银行又故意拖付工款。詹天佑不得不 去找邮传部尚书岑春煊催款。以便使工程如期进行。他在日记中写道：
5月9日我向岑宫保（春煊）面陈早日修成京张路的三项理由：（一） 京张路是中国自筑的第一条铁路，每个外国人都在看着我们，如工程进行缓 慢，他们一定讥笑我中国工程师没有建筑铁路的能力，不能担负筑路的责任；
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