1906年，詹天佑在一封信中說道，“我好像成了中國為首的工程師，所有的中國人和外國人都密切注視著我的工作。如果我失敗了，那就不僅是我個人的不幸，是所有中國工程師和中國人的不幸。”
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此時，詹天佑正為修建京張鐵路期間如何開挖八達嶺山洞而費盡心思。八達嶺長城是明長城中保存最好的一段，城墻多建在高山深谷處，墻體用巨型花崗巖條石和青磚依山而筑，高大堅固，城墻險要處由城臺、墻臺和敵樓構成。八達嶺堅不可摧的特質，也給詹天佑修建京張鐵路的后續工作提出了挑戰。
京張鐵路的第一段是豐臺至南口段，用時一年完成修建，于1906年9月30日通車。第二段由南口經關溝，過八達嶺至岔道城，這段承上啟下的工程是最艱難的。
在詹天佑最終勘測的路線中，京張鐵路要從南口到八達嶺，地勢高低懸殊，山勢蹉跎巍峨，必須開鑿居庸關、五桂頭、石佛寺和八達嶺四座隧道才能通過。
如今在詹天佑紀念館中，有一張獨一無二的藍圖。深黝的孔雀藍底色上分布著淡而清晰的點線紋理，一組剖面圖也叫高程圖，圖上一根根站立的線代表著京張鐵路的車站和不同地方的海拔高度。由此可以看出，八達嶺關溝路段的海拔高度對于鐵路修建來說相當棘手。
當時的火車根本無法順著陡峭的山坡直著爬上去。由于關溝路段的自然條件限制，一般的螺旋環山法也不適用。詹天佑把在南美礦山上一種“之字線”的形式引到青龍橋車站，將青龍橋車站作為一個臨時停車點，設計折返線。大大縮短了八達嶺隧道的長度。
詹天佑制定的越嶺方案，使京張鐵路關溝段線路的坡度降低至千分之二十八，滿足了火車通過的最低條件。八達嶺隧道也因此縮短了709米，不但大大縮短了工期，也降低了工程的危險性，為提前通車提供了條件。
人字形鐵路設計大大縮短了隧道長度，降低了施工難度。但當時中國的鐵路修建力量薄弱，即使是修建1000米的隧道，也是巨大的挑戰。
詹天佑就嘗試在開鑿隧道的時候用拉克洛炸藥，這是中國人第一次使用炸藥爆破技術開鑿山嶺隧道。除炸藥這個先進武器外，詹天佑在施工中還采取了分段施工法，從山的南北兩端同時對鑿，并在山中開大小井各一座，在井中分頭對這6個工作面同時施工，大大加快了工程進度。
從1906年第二段開始動工，到1908年5月22日八達嶺隧道完美貫通，工期18個月，長達上千米。在沒有大機械的情況下，不僅速度快，而且質量好。
1909年10月，在詹天佑的主持修建下，設有14個車站，125座橋梁，4座隧道，210座涵洞的京張鐵路全線貫通。詹天佑和他的團隊完美完成了任務，不但提前兩年竣工，還節省了約三十萬兩白銀的經費。京張鐵路工程造價之低，用資之節省，在中國鐵路史上前所未有。
1919年4月24日，詹天佑積勞成疾，病逝于湖北武漢漢口。依照詹氏后人遺愿，1982年5月，政府將詹天佑夫婦合葬，遷至京張鐵路青龍橋車站。這座新墓背靠雄偉的長城，面對八達嶺隧道和人字坡。自此，詹天佑與他修建的京張鐵路永不分離。而百年后修通的京張高鐵，也從青龍橋下飛速通過，仿佛要把中國的強大，向詹工娓娓道來。（根據CCTV《國家記憶——京張風云路》文字整理）
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