1905年到1909年，为发展商业，清政府决定修筑京张铁路。当清廷要修京张铁路的消息传出后，在华势力最大的英国志在必得，而视长城以北为其势力范围的沙俄誓不相让，同时争夺修筑权。双方争持不下，清政府对两方均不敢得罪，只得决定自力修建。最后达成协议：如果清廷不借外债、不用洋匠，全由中国人自修此路，双方可都不伸手。这样，清政府决定自力修筑。詹天佑临危授命，他面对着外国人的讥讽，以大无畏气概，率领全体筑路人员，知难而进。詹天佑以创新精神，一方面因地制宜地采取了新的技术措施和引进国外新的技术设备，比如他当时就采用国际标准轨矩1435mm，现在的火车轨距依然保持当年的尺寸；另一方面制定了许多先进管理办法和制度，保证了修路任务的完成。京张铁路计划用六年完成，结果四年就完成了（1909年10月2日竣工），总造价是外国工程师报价的五分之一，节约投资28万两白银。京张铁路投入运营后，仅七年时间就延伸到大同，又经过五年于1921年延伸到包头，形成了一条有利于实现政治统一、巩固国防、民族融合、繁荣北方地区的大动脉。
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