请用简笔画的形式,在西安詹天佑修筑京张铁路时克服三大困难的方法，1、居庸关2、八达岭3、人字形路线。
清政府准备兴建连接北京至张家口的京张铁路。由于这条铁路具有重要的战略价值，英国及俄国都希望得到建造权而相持不下。然而，在英国、俄国的铁路高级计划测量师和工程师在经过多次的探勘后认为难度极大。因为燕山山脉群中有不少的陡峰，其中被选为“第二隧道”的燕山二号峰其大部分的构成材质多为花岗岩以及玄武岩，很难使用一般的“炸隧开道”的方法，这使得列强让京张铁路追加预算资金。结果在袁世凯在1905年决定不用外国资金，亦不使用外国人，全部由中国自行修建京张铁路。詹天佑被任为总工程师，之后更兼任铁路总办。
京张铁路全长约220公里，由于要经过长城内外的燕山山脉，需要兴建不少隧道及桥梁，工程相当复杂。当时有部分外国人质疑中国人自行建造这条铁路的能力；詹天佑亦明白工程艰巨，并关系到中国工程师的声誉，但仍然坚持努力尝试。詹天佑从三条他亲自勘定的路线中，选择成本及线路走向、客流量均较为适中的一条。另一条他认为线路走向、客流量较好，但因造价较高而被迫放弃的路线，后来在1955年建成为丰沙铁路。最终京张铁路在四年后的1909年8月11日建成，10月2日通车，施工时间比原定缩短了两年；而建造成本亦比原来预算节省三十五万两白银。铁路上有四条隧道，其中八达岭隧道长1,092米，采用竖井方法挖掘；另外有二百米长，钢架结构的怀来大桥；此外还在八达岭段（尽是悬崖峭壁）则使用了“人”字轨道攀斜，解决了地势险要、坡度过大而资金有限的问题。京张铁路的成功建造，不单是中国近代工程史上的重要成就，对正掀起民间自办铁路风气的中国亦起了很大的激励作用。
京张铁路的线路是詹天佑从三条他亲自勘定的路线中，选择出建造成本较为适中而同时具有一定客流量的一条。
线路起自丰台车站，由西直门经沙河、南口、进入关沟居庸关，到达青龙桥车站，以长度1092米的八达岭隧道穿越八达岭长城，下坡沿军都山山麓到康庄，穿越今官厅水库淹没区至狼山进入怀来丘陵地带，过土木、沙城，再从桑干河支流的洋河谷地行进至鸡鸣驿、宣化，最后抵达张家口。
这条路线最困难的一段是南口至八达岭一带的关沟段，不单地势险峻，坡度亦很大。八达岭近青龙桥段，为了穿越燕山山脉军都山的陡山大沟，在22千米线路区段内采用了“人”字轨道，列车在用折返方法攀斜；但当时的最大坡度仍达33‰，原则上要由两部机车牵引(今为35.9‰加算曲线大约36‰为中国大陆准轨干线最大坡度。原因是原设计区间一段易遭洪水，日本侵略时期被日本人改线为今天的样子)。铁路上有四条隧道，其中八达岭隧道长1,092米，采用竖井方法挖掘；居庸关隧道长400米。另外有200米长的钢架结构的怀来大桥。
京张铁路自北京西直门，经居庸关、沙城、宣化至河北张家口，全长约201.2千米，京张铁路因具有重要的政治和经济价值，在俄国和英国两国觊觎、诸商纷争筑路的情况下，清廷要臣袁世凯多次与英俄协商最终确定由中国自己筹款修建，并于1905年5月上奏清政府提议尽快修建，清廷接受了袁世凯的建议后，袁世凯在资金和人才上精心筹划，任命陈昭常为总办、詹天佑为会办兼总工程司，于1905年9月正式开工建设，1909年建成，是中国首条不使用外国资金及人员，由中国人自行勘测、设计、施工完成，投入营运的铁路。
一、精心选用机车，精心选测线路
1．选定线路最大坡度时，同时注意机车类型的选择。南口关沟段“自居庸关以至八达岭，路线不长而高度相差甚远，且山环谷曲，无地旋车，虽极力将线路延长，仅得三十尺高一尺之坡度焉。”詹天佑毅然选用三十分之一的最大坡度，是山区铁路少有的大坡道山区线路，最初采用2－6－0型摩格尔（Mogul）机车双机牵引。经向美国从事机车制造的同学洛德（E．P．Lord）咨询，决定向英国北英公司购置的0－6－6－0型马莱（Mallet）机车，并于 1908年到达关沟段工地，先后共购进4台，以后继续向美国鲍德温工厂（Ba1dwin）购进世界新型的2－8－8－2型马莱机车，其额定牵引力为 42000公斤，为当时亚洲最大马力的机车。1909年购进美国赉玛厂（Lima）制造的3台山道机车与谢式（Shay）齿轮传动立缸机车，1912年又继续购入3台。
根据大型机车运营之需，京张路修筑时即设置了机务设备及机车维修工厂。此外，为解决机车用煤，专门开办鸡鸣山煤矿，修筑鸡鸣山煤矿支线和门头沟煤矿支线。
2．为解决八达岭线路越岭问题，詹天佑在青龙桥一带，反复精细选测，最后决定由石佛寺上山，入青龙桥东沟后，折返穿过八达岭，形成之字形线路，开挖八达岭隧道1091米，比初测时计划由石佛寺向西开挖隧道约1800余米缩短长度近一半，成功地解决了全线的越岭关键问题。但他明确指出采用之字线选线方案，乃当时修筑经费和施工期限具体条件下，不得已而为，如能采用螺形环山线（Loopline）当更为优越。
3．关沟段采用1／30大坡道，保证行车安全是极为重要的问题，为此，设置了保险岔道，以便发生故障时，列车可驶入反向坡道之保险岔道线，以策安全。关沟段设置之保险岔道共有12处，计站内4处，区间内8处。
此外，为确保行车安全，制订了特别行车办法，于通车后实行。
4．京张路所用之钢轨，为当时之重型钢轨，正线及站线均采用85磅钢轨（约为每米42公斤）。关沟段采用特别之加强型山伯（Sandberg）式钢轨。针对大坡道上钢轨易于爬行的问题，还采取了切实易行的有效防爬措施。
二、因地制宜，力求工程又快又稳
1．八达岭隧道，长1091米，为全线关键工程，为我国铁路第一个超千米长大隧道。为加快人力开挖进度，采用直井法。据载，曾开挖大小二井各一座，“于洞身之中部开辟大井，与两端同时并进。”大井上建有通风楼，至今仍在使用。西洞口外小井深挖方处遗迹己不可寻。另一重点工程，即居庸关隧道，长 367米。采用两端开凿法。据载：“居庸关山洞原拟用凿井法，继以山势过高，距洞太远，施工甚难，两相比较，反以两端开凿之法为宜。故凿井虽为开辟长洞之善法，亦当详审地势，不能泥守成法也。”“居庸关山洞以中间五六百尺为最难，缘是处适当关城之下，土石松脆，每值天雨，泥水交下，虽有炸药，亦无所施，乃以大方木节节支持，且用小钢轨穿错其间，渐次进攻，始克成事。”
八达岭隧道只用18个月建成，揭开我国自力修筑长隧道序幕。开挖隧道所用之炸药，为拉克洛炸药（Rackarock），此种炸药爆炸力强，但性能较稳定。詹天佑将此种矿山炸药首次应用于隧道开凿，以求施工安全。
2．对桥梁、房屋等工程，尽量就地取材，力求节约。关沟段桥梁20座，混凝土拱桥即有13座，以节省向国外订购钢梁的费用。为节省水泥，采取了混凝土掺加片石的措施。房屋建筑，同样注意俭朴。
三、厘定标准，首订工程规范
詹天佑非常重视工程标准化，主持编制的京张铁路标准图，为我国铁路第一套工程标准图。包括桥涵、轨道、线路、隧道、机车库、水塔水鹤、房屋、客车、车辆限界等项标准49项。它加强了京张铁路修筑中的工程管理，保证了工程质量，并为国内其他铁路修筑提供了良好借鉴。鉴于我国早期铁路工程标准紊乱，在主持京张铁路修筑时，他还上书清政府，对统一全国铁路工程标准，提出具体建议。他坚持全国应采用统一的标准轨距4英尺8英寸半（即1．435米），认为中国应该吸收西方国家的经验教训，不要走采用窄轨轨距的弯路。他并就线路等级、桥梁载重、路基宽度、线路最小半径、限制坡度、站台高度、车辆限界、机车载重，车钩安装等项标准提出规定。其后，清政府据以制订了全国铁路建设的技术标准，詹天佑被任命为清政府商部、邮传部路务议员及顾问。
詹天佑在上述向清政府建议书（呈商部说帖）中，还建议全国采用当时世界上最先进的自动车钩，即Janney Cou－pler。此型车钩在我国铁路沿用至今仍富有生命力，为铁路运输带来很大效益。詹天佑的卓识远见，造福后代。
四、革新管理、为我国筑路先驱
1．简化机构，加强管理，提高效率。
京张铁路总局原设在天津河北新马路贾家大桥。为减少办事层次和减少人员开支，便于指挥修筑，詹天佑将总局迁到北京，将原设在北京的铁路局并入总局，在阜成门内设立京张铁路局；阜成门外设立京张铁路工程局，分别办理运输及修筑事宜。在工地，按施工地段，指定负责工程司。为掌握进度，解决存在问题，他定时召开工地电话会议，为我国自办铁路召开电话会议之先声。尽管局务繁忙，他仍深入工地，检查工作。
2．建立人员考核管理制度，制订以奖励为中心的管理办法。
詹天佑认为特别重要的事，是培养我国工程司。为此制订了京张铁路工程司升转章程，对于工程司应具备的品德、工作能力及实绩要求，明确规定，定期考核，严格实行。在筑路过程中，培养出一大批我国青年工程司。这一考核晋升章程，国内其他各铁路多效仿采用。詹天佑认为中国工程司的工作能力并不低于外国人，坚持工资标准，不能低于外国工程司。在京张铁路修筑之初，他即制订各级工程司和工程学员的工资标准，与考核制度结合实行，促进了工程司的成长，有利于修筑任务的完成，京张铁路修筑中，为减少缺勤，提高工效，制订了请假章程，其中规定：“在差人员四年期满，准给假两月，并查其四年之中，如平时从未请假，即归并计算，再加假期两月，均全支薪水。”这一章程的制订，在当时是先进和开明的。在执行制度的同时，他还注意加强教育，提倡克己奉公，倡导工程司的团结。
3．加强材料物资供应管理，严格掌握资金使用。
为解决山区运输困难，选定关沟路线之初，即考虑原有驿道可用以运料。工程开始后，首先加强丰台材料厂建设，随后设置南口材料厂，做为材料供应基地。
向外国公司定购材料设备时，詹天佑与外商直接商谈，严定质量规格，并废除材料回扣费制度，防止材料资金使用中的浪费和贪污行为。在修筑中，加强资金管理，注意节约，严格控制包工对资金的运用情况。
开工之初，原定第七年完工，开工2年后，清政府改限4年完成，故后2年之工程，为原计划中4年之工作。全体筑路人员，在詹天佑率领下，齐心协力，奋勉从事，终于胜利完工，并节省了修筑费用。1909年9月19日竣工验道，在张家口举行茶会；10月2日，在南口举行盛大通车典礼。全路修筑费用，原预算纹银7，291，860两，清政府实拨7，223，984两，实际支出6，935，086两，较原预算节省356，774两。
京张铁路胜利建成通车，质量良好。清政府邮传部验收后，深感“此路一成，非徒增长吾华工程司莫大之名誉，而后此从事工程者，亦得以益坚其自信力，而勇于图成！”在通车典礼上，广东省代表朱淇致词最为激动，他说：“京张铁路筑路之成，外国人著论于报纸曰，中国造此路之工程司尚未诞生也，一时五洲传为笑谈。今者，詹君独具匠心，筑成此路，不假外国人分毫之力，所有一切筑路与管理，皆用中国人为之。嗟夫！如詹君者，可谓能与中国人吐气矣！……夫铁路工程，既可以中国独力筑之，将来一切矿务机器制造等事，皆可以中国人自为之矣。吾今日为铁路祝，并为全国之矿务、山林、机器、工厂祝也。有开必先，其今日京张铁路之谓乎？”
在京张铁路修筑过程中，詹天佑曾于1907年被派往郑州黄河大桥工地进行调查。1908年被派往济南泺口黄河大桥审定设计方案；1909年被派往验收江苏沪嘉铁路工程。京张铁路通车以后，他继续展筑张家口至绥远铁路。1909年冬，被河南商办洛潼铁路（洛阳至潼关230余公里）邀请，担任工程
1、居庸关隧道不太长，两头向里施工，加快施工进度。
2、八达岭隧道长，采用两头向中间施工，同时在中间选两位置向下挖，到达高度后向两侧施工，这相样当于六个方向同时施工。
3、人字形路线主要是火车动力不足，上不了那么高的坡，有意延长行驶距离，达到减缓坡度目的。
就这样，其实，老詹之所在这么搞，原因有两个，1、当时火车是蒸汽车机，牵引力不足。2、是受当时工具限制，人们挖山洞的能力有限。
1、居庸关隧道不太长，两头向里施工，加快施工进度。
2、八达岭隧道长，采用两头向中间施工，同时在中间选两位置向下挖，到达高度后向两侧施工，这相样当于六个方向同时施工。
3、人字形路线主要是火车动力不足，上不了那么高的坡，有意延长行驶距离，达到减缓坡度目的。
就这样，其实，老詹之所在这么搞，原因有两个，1、当时火车是蒸汽车机，牵引力不足。2、是受当时工具限制，人们挖山洞的能力有限。
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