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里，但是谁能想象得到在这张委任状背后隐藏着多少艰辛呀！
1904年，日俄战争爆发，受之影响关内外铁路的修筑工程停工。于是直隶总督兼关内外铁路督办袁世凯提议，提取关内外铁路的部分盈利修筑京张铁路。当时修筑关内外铁路的经费是中国向英国贷款，按照贷款协议的约定，盈利必须存入英国汇丰银行，要提取也必须取得英国同意，因此英国主张，京张铁路必须聘请英籍的工程师主持修筑。此时，俄国一直与英国争夺华北地区的霸权，对京张铁路的修筑也十分关注，双方施展各种手段明里暗里争夺此路的修筑权。为了不引起外交纠纷，清政府只好宣布：京张铁路“作为中国筹款自造之路，亦不用洋工程师经理，自于他国不相干涉。”这样，明争暗夺的英、俄两国不得不放弃了如意算盘。当时中国人还没有独立修筑过铁路干线，于是一些西方人士公开讥讽说：“中国造此路之工程师尚未诞生。”正是在这样的背景下，詹天佑临危受命修筑京张铁路。
詹天佑勘测京张铁路使用的水平仪
在纪念馆的展柜里，展出了一架詹天佑勘测京张铁路时使用的仪器——水平仪。这架水平仪是黑色的，样式已经十分陈旧。
水平仪看上去非常笨重，试想当年詹天佑就是带着这架水平仪，与两个助手徒步进行京张铁路的勘测工作，他们翻越崇山峻岭，涉过江河险滩，不畏艰险，不辞劳苦。那时詹天佑每天白天测绘，晚上则将测绘的地形，调查的地基和水文情况等详细地记录在日记中。不仅如此，詹天佑还要初步估计出桥梁、隧道的长度，选定车站的位置以及自己初步的判断、设想等等。
当时正值北方的春季，风沙极大，而詹天佑进行测绘的旷野、山谷，经常是狂风怒号，飞沙蔽日。我们从詹天佑的日记里常常看到这样的记载：“极为强烈的西风不住地迎面吹来，因而工作进展很慢。”众所周知，北方的风沙大，有时狂风扬起满天黄沙，使人咫尺莫辨。詹天佑他们常常因为视线被阻而不得不停止工作，但是他们凭借着超人的毅力最终完成了测绘工作。看着眼前的水平仪，联想到詹天佑的日记，我们可以想见到当时詹天佑勘测京张铁路所付出的艰辛。
京张铁路人字形铁路
詹天佑修筑京张铁路中最为精彩的一段，就是“人字形铁路”的修筑。詹天佑纪念馆，将人字形铁路按比例缩小，制成复原场景，展示给公众。
一百年前，詹天佑主持设计修建京张铁路时遇到了很多难题，其中最大的难题就是修筑从南口到八达岭岔道城的关沟段铁路。这段路地势陡，坡度大，最大坡度达33‰，即每前进1000米，坡度就上升33米。这样的坡度，火车是不能直接爬上去的。因为，当时火车最高爬坡率只有25‰，于是詹天佑借鉴美国高山地区铁路设计，设计出用“长度”换“高度”的“人字形”铁路。
当列车行驶到这一路段时，用两个机车前牵后推，由石佛寺引上山，沿人字形线路一边，经过黄土岭线路的入口到达青龙桥车站，然后列车掉头退回，后推机车改为前牵，前牵机车改为后推，沿人字形的另一边，向西北方向直接进入八达岭隧道。这样的设计可以将线路的坡度降低至28‰，隧道也由原测的1800米缩短为1091米，而且工程费用还可节省10万两白银，施工的强度和难度也相对降低了。人字形铁路的修筑，成为京张铁路的一个创举。
纪念馆将人字形铁路制作成复原场景，让观众更加直观地了解“人字形铁路”。不仅如此，纪念馆还特意设计了火车模型是如何通过人字形铁路的演示，通过这种演示，观众可以更好地了解到火车掉头和通过人字形铁路，缩短八达岭隧道长度的意义。同时观众还可以自己操作，亲自体会。
八达岭段隧道铁路施工复原场景
在詹天佑纪念馆中，人字形铁路复原场景的旁边，就是八达岭隧道施工复原场景。从这个复原场景中，我们看到筑路工人使用简陋的工具，用肩挑手提的方式修筑出施工难度巨大的八达岭隧道。
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