与此同时，帝国主义分子如金达等仍然疯狂地从中破坏，力图攘夺京张 路的筑路权。詹天佑在日记中彻底揭露了他们相互倾轧的丑态。他写道：
1905年5月20日在居庸关遇到金达先生，他由张家口回北京。他说南 口至岔道这一段路工的困难，出乎他的意料之外，据他估计京张全线费用包 括车辆在内，需银700万两。他说中国不能担负开凿山洞的工程，因为中国 没有通风机和抽水机，势必雇佣外国包商。他建议雇佣日本包商，日本包商 不但有通风机和抽水机，而且价格比其他外商都便宜，他可以找他们来承揽 这一工程。……我问他 700万两的预算是谁拟制的。金达答道是他拟制 的。……我又告诉他说袁总督在折奏中已呈明不用一个外国人。金达说俄国 告诉胡橘棻不要用外国人，这是一个误传，因为英国公使曾对他说过，英、 俄之间对于此事并无这样的协定。
我又在路上遇到摩力生博士，他对我说他非常高兴看到中国正在建设京 张路。他忠告我不要雇佣任何日本人，日本人正想插足进来。日本驻京公使 就在试图推荐两个日本人，摩力生说假使有其他列强反对的话，英国一定做 他们的后盾，因为这是他们的责任，他们有同盟关系。
詹天佑还在日记中揭露了奥地利领事鲁德魏格想替匈牙利工厂垄断京张 路车辆的事实：
1905年8月26日，天津奥地利领事鲁德魏格来访，问我要不要从匈牙 利工厂购买京张路的车辆。他说：“我知道唐山厂不能制造车辆，故前来介 绍。”我和陈昭常郑重地答复他说：“如果中国唐山厂不能替京张路制造车 辆，我们将到天津各厂家去买。……我们绝不会找你，也不会找其他的厂家， 唯一的方法是到我们自己的工厂买。”
詹天佑截钉截铁地拒绝了鲁德魏格的兜揽。
京张路的全体员工在詹天佑的领导下以实际行动粉碎了帝国主义分子的 幻想，于光绪三十四年 （1908年）四月十四日凿通居庸关山洞。
居庸关隧道开工后不久，八达岭的隧道工程也接着开工。八达岭隧道总 长三倍于居庸关隧道。詹天佑根据具体情况，认为八达岭隧道洞身过长，如 果从两端对凿，不仅不容易准确掌握，而且耗时较长。所以他决定用中距离 凿井的办法。就是在洞身的中部开凿一座大井，重直下去分向洞的两端开凿。 其工程办法是先将中线和水平测准以后，即施工进行开凿，等到凿进稍深以 后，在井口架设辘轳，以便载运工人上下，运出井内土石和积水，并将井外 的器材炸药等运入井内。这个直井深25.6米，直径3米。井工完后，把原定 的中线移到井底，据中线方向分头进凿。后来，詹天佑发现井内炭气很重， 影响工人操作和健康，又命令在井口设扇风机，连接铁管，输入空气，并用 手拉风箱补助之。他还考虑到通车以后，洞内检修工人的安全问题，因而在 洞内设避险洞和通风楼。通常隔91.5米有一个避险洞。这样在火车过洞的时 候，工人就可以暂入避险洞，以免发生危险。詹天佑就是这样处处为工人着 想。这条世界知名的长达1145米的八达岭隧道，在詹天佑正确设计和工人们 集体创造下，战胜了一切困难，于5月20日全部打通了。
詹天佑于打通了这两个隧道以后，特地邀请外国工程界金达、喀克斯等 人来工地参观，并为他们开一个工地茶会。当他们坐着专车巡视过新修的两 个隧道以后，金达、喀克斯以及日本人雨宫等都不得不对詹天佑领导下的京 张路全体员工表示敬佩。詹天佑在日记中写道：
1908年金达到工地参观后表示敬意。10月21日来信说：“我在南口承 招待深为感谢。你已很经济地完成了十分完善的工作，这要归功于你和部 属。”
这时，关沟段的几段艰险工程已基本解决，其余两个不长的隧道——石 佛寺、五桂头，接着也胜利完工了。
隧道工程虽然全部胜利完成，可是八达岭附近地势陡，坡度大，怎样才 能使列车爬上这关沟的最高峰呢？如果沿山直上，直达岭巅，坡度太大，不 仅行车危险，而且工程造价也过大。詹天佑便从青龙桥起，利用折返线的办 法，依着山腰作“人”字形的轨道，车到这里，改用2—8—8—2大马力机车 两个，一个在前面拉，另一个在后推，先推列车前进，到交叉点再往上拉。 这样不仅缓和了路线的倾斜度，而且免去调机车的麻烦。加以每节车厢之间 改为自动挂钩（詹天佑钩），也就不易脱落，十几节车厢结合成为一个牢靠 的整体，在大马力机车的曳引下，缓缓地爬上八达岭的顶巅，这又是詹天佑 一大创造成果。
京张路的第三段工程，由岔道城到张家口的工程，也同时兴工。
宣统元年（1909年），火车已通到怀来县。怀来河大铁桥是京张路中最 长的桥梁，是用30.5米长的七座钢梁架成的。在第二段工程中，詹天佑已用 骡车将钢梁分别运到怀来河工地，按钉成桥，因而没有耽误全路铺轨工作。 在第三段工程中，由岔道城以北经过康庄、怀来、土木、沙城、新保安、下 花园等处，都及时地建筑了车站，由于各地地势较平，工程还比较容易。惟 下花园到鸡鸣驿矿区的岔道，虽然仅4里左右，但必须沿山铺筑路基，工程 较难。由鸡鸣驿山顺沿大河过蛇腰湾、老龙背达响水铺，这一带右临羊河， 左傍石山，须顺山开凿6丈深的通道，再用这些石块垫高六七里长的河身。 同时，为防河水大涨或山洪暴发，冲塌路基，必须用水泥砖保护。施工之难 仅次于关沟。
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