中國通史(第十一卷) · 第二十三章 詹天佑
第一節 留學十載,「學有其成」
詹天佑,字眷誠,清咸豐十一年三月十七日(1861年4月26日)出生於廣東省廣州府南海縣,1919年4月24日病逝於湖北漢口。詹天佑祖籍安徽婺源縣(今屬江西省)。他的家庭是一個已經沒落的儒商之家。曾祖父詹萬榜(號文賢)於乾隆二十五年(1761)攜家由婺源遷居廣州南海,經營茶葉外貿生意①。祖父詹世鸞、父親詹興洪都繼承家業,開設茶莊。但鴉片戰爭以後,原曾一度興盛的茶行生意到詹興洪時已一落千丈,生活日益困難,詹興洪甚至不得不依靠代寫書信和刻制印章等收入來維持日常生活。
同治六年(1867),詹天佑6歲時,入私塾讀書。他自幼身體虛弱,但聰穎豁達,好學深思,個性沉毅。其父詹興洪的摯友譚伯邨,廣東香山人,常到香港、澳門做生意,時常接濟詹興洪。他很喜歡詹天佑聰明堅毅,便將四女兒許嫁於他。同治十年(1871),譚伯邨在港澳經商時,獲悉朝廷欲在香港招考幼童出洋留學,便勸說詹氏夫婦,送子報考。詹興洪遂送詹天佑去香港應試。
詹天佑報考了「技藝門」,並被錄取。他與第一批錄取的出國少年共30名,在上海經過幾個月的短期培訓以後,於同治十一年七月八日(1872年8月11日),由留學生事務所正監督陳蘭彬率領,乘船赴美。為辦理赴美留學生的學習、生活事宜,時任留學生事務所副監督的容閎已先行赴美聯繫安排。容閎按計劃,將30名留學生分成十餘組,每組兩三人,分散寄居在新英格蘭區各州的美國友好人士家庭中,以熟悉美國的飲食起居和便於英語聽、說、讀、寫的學習。詹天佑和另一位留學生歐陽賡,被安排居住在康州威士哈芬(WestHaven)海濱男生學校(SeasideIn-stituteforBoys)校長諾索布(L.H.Northrop)先生的家庭里。同治十二年(1873),詹天佑進該校讀書,這是一所私立的預備教育性質的學校,主要是訓練從中國、南美洲等國來美國留學的少年。諾索布畢業於耶魯大學,其夫人瑪莎(Martha)也有較高的文化素養,他們對詹天佑循循善誘,關懷備至,從吃飯、睡覺、讀書、寫字、講話、外出,直至體育鍛煉等都無微不至地照料,因而他進步很快。同治十三年(1874),經李鴻章批准,在容閎主持下,於美國哈特福德城的柯林斯(Collins)街,建造起一座三層樓的中國留學生事務所。該事務所除設有辦公室、課堂、書房外,尚有臥室、餐廚等生活用房,「可容監督、教員及學生七十五人同居」①。次年正月,多數留學生從美國友人家中搬入新居,但詹天佑和歐陽賡仍和諾索布全家同住,他們之間建立了深厚的感情。多年以後,詹天佑仍一直懷念這兩位美國的啟蒙老師——諾索布夫婦。他在給諾索布夫人的信中深情地寫道:自我離美,至今未曾忘記您,我常憶起您對我們的慈愛和您為教育我所受到的辛苦。我唯一的遺憾是沒有向您學更多的東西。..知道您、威利和蘇非(按:諾索布夫婦的兒子和女兒)的近況,我們很①徐壽:《考證律呂說》,《格致匯編》第三年(1880)第7卷。
①詹天佑手立《徽婺廬源詹氏支派世系家譜》(以下簡稱《詹氏家譜》),清光緒十年(1884)。高興。很難過您將舊居出賣,因為它曾是我們愉快的家。①..1875年5月,詹天佑以優秀成績考取了紐哈芬(NewHaven)希爾豪斯高級學校(HillhouseHighSchool,亦譯為丘房高級中學),並被編入特別班。在學習過程中,他對自然科學深感興趣,表現出過人的才華。1878年,是高中最後一年,詹天佑選修代數、自然哲學和化學。期末考試,他成績優異,全部學業操行總成績獲得476分,為全班第一名、全校第二名,成為中國留學生中的佼佼者。
詹天佑原打算中學畢業後,報考美國陸海軍學校,但經諮詢,美國政府的回答是:「這裡沒有地方可以容納中國學生」①,被輕蔑無禮地拒絕了。諾索布夫人對詹天佑非常關心,她鼓勵他好好學習,爭取報考耶魯大學的理工科,這對詹天佑一生影響很大。
詹天佑來美國的幾年,正是美國大規模修築鐵路和電器等工業有重大突破的時期,這期間電話、留聲機、電燈等相繼發明。美國科學技術和經濟飛速發展的現實,引起了詹天佑的注意和思考。加之在容閎等老師的教導和影響下,使他認識到,只有通過發展科學技術,修築鐵路,建設工廠,開發礦藏,才能使祖國富強起來。因此,他決心學習科學技術,將來為祖國服務。1878年8月,詹天佑如願以償地考入耶魯大學的雪菲爾德理工學院(SheffieldScientificSchool)土木工程系(CivilEngi-neeringCourse)。該校入學資格極嚴,必須要通過英文、美國史、地理、拉丁文、算術、代數、幾何、三角各科考試,並要熟悉英國史。詹天佑以優異的成績通過了入學考試。耶魯大學學制三年,功課紮實,極重視基礎課教學。詹天佑攻讀土木工程系的鐵路專業,其課程為:第一年上學期:德文、英文、解析幾何、物理、化學、工程製圖。下學期:英文、物理、化學、球面三角、力學、自然地理、植物學、經濟學、等角投影繪圖學。
第二年上學期:微分學、測量學、投影幾何學、德文、法文。下學期:積分學、力學、投影幾何、地形測量學、德文、法文。
第三年上學期:野外工程學、鐵路路線勘測學、路基土方計算、橋樑及房屋結構學、工程材料學、鑿岩工程學、地質學、礦冶學、法文。下學期:橋樑及房屋結構學、工程材料學、蒸汽機動力學、水力學、天文測量學、地質學、礦冶學、法文。
詹天佑在該校整個學習過程中,各門功課成績優秀,尤其是數學課程,在一、二、三年級均獲得數學優秀獎章而受到學校的表揚。在最後的一學年,他去紐哈芬港口海陸聯運碼頭作實地調研,對港口使用的巨型起重機作了分析研究,完成了題為《碼頭起重機研究》(ReviewofLargeWharfCrane)的畢業論文。
光緒七年夏(1881年6月),詹天佑於耶魯大學雪菲爾德工學院土木工程系鐵路工程專業畢業,獲得哲學學士學位。在他的畢業證書內有如下一段說明文字:康奈迪克州紐哈芬耶魯大學校長及教授們向所有閱讀本證書者宣告:①容閎:《西學東漸記》。
①1896年2月15日,詹天佑致諾索布夫人的信,見勒法吉(ThomasLafargue)編,高宗魯譯註:《中國留美幼童書信集》,台北傳記文學出版社,1986年。
詹天佑是獲得大學學位榮譽的第一流考生,被光榮地授予哲學學士名銜,並按慣例得到凡升為學士者所應享有的一切權利和聲譽。
詹天佑原打算大學畢業後,先用五六年時間在美國進行考察、實習和深造,然後再回國效勞。但是,陳蘭彬與容閎分別調任清廷駐美正、副公使後,新任留學生事務所的正監督吳子登對留學生懷有偏見,對認真學習自然科學、思想活躍的青年學生,扣以「離經叛道」的帽子,並向清廷控告:留學生不尊師,不讀中國書,甚至信了洋教,如果再讓他們久居美國,放任自由,必將成為異端,日後學成歸國,則禍害無窮。他對學生百般教訓,加以「整頓」,將10名所謂「活躍分子」遣送回國。這樣還不甘心,1880年他去華盛頓,對陳蘭彬說:「外洋風俗,流弊多端,各學生腹少儒書,德性未堅,尚未究彼技能,實易沾其惡習,即使竭力整飭,亦覺防範難固,極應將局裁撤。」②於是陳蘭彬等守舊派與他密切配合,上奏清廷,要求解散留學生事務所,撤回全體官費留美學生。昏庸腐朽的朝廷不作任何調查,竟採納了他們的意見。
1881年,正當詹天佑歡慶大學畢業之際,清廷下達了全體留美學生撤回中國的命令。當時儘管遭到容閎等人和留學生們的堅決反對,儘管許多支持留學教育的中美人士竭力呼籲、設法挽回,但終不能使清廷改變其決定。至此,先後四批赴美的120名留學生,除少數病故、因故已先回國和拒絕回國者外,其餘94名,均被迫輟學,於1881年夏,分三批回國。其中獲得大學學位者僅詹天佑和歐陽賡兩人。1881年7月23日,《紐約時報》發表題為《中國在美國》(ChinaintheU.S.)的社論,讚揚中國留學生:「機警、好學、聰明、有智慧,這些由古老亞洲帝國來的幼童,如此努力克服外國語言困難,且能學有其成,我們美國子弟是難以做到的。」對使他們中途輟學表示惋惜。容閎畢生為之奮鬥的留學教育計劃中途夭折了。
②茅以升:《中國傑出的愛國工程師——詹天佑》,見《人民日報》,1961年4月27日。
第二節駕艦繪圖,「技藝素優」
1881年8月8日,詹天佑等取道舊金山回國。這批留學生回國後備受封建官吏的歧視和冷遇。他們一到上海,就被水兵「押送」至衙門後院,派兵看管,不准隨便外出,視同異己。然後乘招商局輪船到天津,由李鴻章接見他們。這些學生,在美國生活多年,早已剪去髮辮,穿慣了西服,但接見時,仍要求他們穿長袍馬褂,戴上假的髮辮,行舊禮節。這使他們很不習慣,詹天佑甚至連假髮辮也不肯戴。李鴻章見時甚為不悅,斥罵他們「離經叛道,無父無君」。接見之後,讓他們等候分配工作。而分配時,又不考慮所學專業和個人愛好,隨便發派。
是年8月底,詹天佑和另外15名留美學生一同被派往福州船政局馬尾水師後學堂學習海輪駕駛。這對曾在美國專門攻讀鐵路工程技術的詹天佑來說,無疑是一次嚴重打擊,他失望地流下淚水,但也別無門路可走,只得強忍著去福州報到。
福州船政局是兩江總督左宗棠所創辦,附設前、後水師學堂,培養和儲備水師人才。前學堂學造船,開法文課;後學堂學輪船駕駛,開英文課。後學堂的課程有:算術、幾何、三角、代數、航海、天文、地理、氣象等,計劃二年半學完。詹天佑用不到一年時間,學完全部課程,並以第一名的考試成績,於光緒八年(1882)畢業於後學堂。同年11月派往揚武號兵艦任駕駛官。光緒十年正月(1884年2月)「升授船政局水師學堂教習」①,即提升為水師後學堂的英文教師。
光緒七年(1881)十一月間,福州船政大臣代表清廷在船政局水師學堂頒發獎賞,詹天佑以「技藝素優」,「賞給五品軍功」。光緒十年(1884)八月十四日,又追補獎賞,以「後學堂教習詹天佑教導出力,實堪嘉賞,賞給五品頂戴」①,並頒發了軍功獎狀。
光緒十年(1884)春,張之洞升任兩廣總督後,大力興辦洋務。為培養洋務人才,創辦了廣東水雷局黃埔博學館。為對付外敵入境,又積極籌辦瓊、廉、潮沿海各州防務,加強沿海炮台和陸軍營壘的建設。還設立海圖館,以奉令勘測沿海各口地形並繪製海圖等。為此,張氏廣泛網羅科技人才。
是年10月,詹天佑被張之洞調至廣州,出任黃埔博學館英文教習。他工作認真,教學有方,「官稱其能,士服其教」,被尊為導師。
光緒十二年(1886)正月,海圖館派員勘測廣東沿海地形,並委派詹天佑選帶測繪生員隨同前往,以周曆各海口,逐一詳加測繪。在詹天佑等人的率領下,其測繪人員「出入風濤,無間寒暑,候朝夕,測沙礁,辨島嶼,凡輪帆可達之處,戰守緩急之宜,靡不周曆審視,反覆推求」②。於十三年(1887)七月終於測繪完畢,並成《粵海險要圖》一套,呈交張之洞。是年冬,張之洞攜測繪者乘輪親自巡海,對所繪各圖詳加校核,認為比較精確。然後呈送清廷軍機處及總理衙門,是為中國較早的完備海圖。詹天佑認真努力的工作,豐富的學識和才華,給張之洞留下了深刻的印象,對其日後力主派員留學起①中國史學會編:《中國近代史資料叢刊·洋務運動》第2冊,第165頁。①詹天佑立《詹氏家譜》,轉引自《詹天佑生平志》。
②詹同濟、黃志揚、鄧海成編:《詹天佑生平志》,第58頁。
了一定作用。
次年,黃埔博學館改為廣東水陸師學堂,詹天佑繼續擔任該校的英文教習。詹天佑在用非所學的崗位上度過7年,無論是駕駛軍艦、從事水兵教習,還是測繪海圖、修築炮台等,都努力奮鬥,克服困難,做出了優異的成績。光緒十三年(1887),詹天佑在澳門與譚伯邨的女兒譚菊珍結婚。
第三節 築路七載,初露才華
詹天佑自光緒七年(1881)回國後,直到光緒十四年(1888)才有機會用其所學,從此,他為中國鐵路建設事業披荊斬棘,奮鬥終生。
河北開平煤礦因運煤需要,於光緒七年(1881)建成唐山至胥各莊全長約9公里的唐胥鐵路,這是中國第一條正式用於運輸的鐵路,以後由此路兩端逐步展築成關(山海關)內外的幹線鐵路。詹天佑在建築這條大幹線及其支線的過程中,開始嶄露頭角。
光緒十三年(1887),唐胥鐵路通車至蘆台(即唐蘆鐵路)後,因沿海水兵用煤需要,清廷海軍總理衙門奏准將其繼續展修至天津。為此,將開平礦務局鐵路公司改組為中國鐵路公司,設於天津,由伍廷芳任總理,英國人金達(C.W.Kinder)任總工程師。光緒十四年(1888),經留美學生鄺景陽(孫謀)向伍廷芳推薦,中國鐵路公司遂聘請詹天佑任其幫工程師。於是,詹天佑離開廣州,北上天津。此時中國鐵路公司正緊張地忙於修築塘沽至天津的鐵路,詹天佑到任後,被分派到此段工地負責鋪軌任務。這是詹天佑獻身中國鐵路事業的開始。他充分發揮築路專長,指揮作業,塘津鐵路全長40多公里,僅在80天內就完成全部鋪軌工程。直隸總督李鴻章親往查驗,認為線路「平穩堅實」。因此,唐山至天津的鐵路,於是年九月初五日提前竣工通車。
唐津鐵路通車,收益顯著,於是繼續向東展修。在總工程師金達率領下,詹天佑總是被派往最艱苦的工段。光緒十五年(1889)勘測唐山至古冶的鐵路,十七年(1891)建成通車。
光緒十八年(1892),古冶至灤縣鐵路建成通車。光緒十九年(1893)
是關內鐵路灤縣至山海關段的修築時期,其中的灤河大橋是這段路的關鍵工程。這是一座2000餘英尺長(合617米)的17孔鋼橋(其中跨長200英尺者5孔,100英尺者10孔,30英尺者2孔),共有橋墩16座,橋台2座,工程相當艱難。金達先後聘請英國工程師喀克斯(Cox)以及日本和德國的工程師來承擔這項工程,但結果都失敗了。因為灤河水流湍急,橋基所在的河床流沙層甚厚,所設橋墩幾次遭洪水沖毀,致使工期難以保證。後來金達將這一難題交給詹天佑去試行解決。詹天佑調查分析了灤河水流及河床地質情況,經過縝密的測量後,決定改變橋址,並在橋墩施工中引進當時的最新技術——氣壓沉箱法,並結合中國傳統的打樁方法施工,結果一舉成功。當16座基礎橋墩露出水面後,鋼樑架設、鋪軌工程順利完成。次年,灤縣至山海關鐵路迅速建成通車,至此,關內鐵路竣工。
灤河大橋的建成,不只保證了關內鐵路如期建成,詹天佑及時運用最先進科學技術的築路才能,也引起國際學術界的關注。光緒二十年(1894),他當選為英國土木工程師學會會員(MICE),是為中國工程師被選為國際學術團體會員的第一人。
關內鐵路通車後,繼續向關外展築。光緒二十年(1894)甲午戰爭爆發,關外段工程只築至出關數十里的中後所(今遼寧綏中)即被迫停工。甲午戰爭後,中國被迫簽訂了割地賠款的《馬關條約》,帝國主義列強侵略瓜分中國的危機進一步加深。鐵路修築,是列強在中國爭奪和鞏固勢力範圍的重要手段,此後,列強在華投資,爭奪鐵路修築權的鬥爭更趨激烈。
光緒二十一年(1895),津盧鐵路開工,詹天佑奉調修築該路,率隊測量線路,並提出報告,但未被有關方面採納①。由於清廷軟弱無能,不僅大舉外債,而且重用外國工程師,致使學有專長的詹天佑久居人下,英雄無用武之地,只能以幫工程師身份參加該路修築工作。
光緒二十四年(1898),清廷決定恢復從山海關至瀋陽的關外段鐵路工程,並先完成錦州段工程。當時有關官吏,因恐怕雇用外國工程師勘測線路會激起民變,故不得不起用詹天佑。於是詹天佑被調任山海關至錦州段的駐段工程師。奉天將軍曾祺為使鐵路早日通車,破例保薦詹天佑升為關內外鐵路幫辦,委以大權。詹天佑負責主持錦州段鐵路的修築任務,其工程相當艱巨。它包括錦州鐵路和營口支線兩部分。前者自綏中向東展築,經錦州至新民屯,沿線需建大小橋樑90餘座,其中六股河大橋25孔(跨長100英尺者24孔,60餘英尺者1孔)、大凌河大橋24孔(每孔跨長100英尺);線路還要跨越乾柴嶺山溝,溝深48英尺,長1英里,石質堅硬。後者自溝幫子修至營口的支線,全長73公里,沿途地勢低洼、水質含鹼量大,不宜飲用和作機車用水,為此,需建數座水塔和蓄水池,以引遼河淡水儲蓄備用。這些都加大了修路難度。詹天佑精心勘測籌劃,日以繼夜,深入工地,指揮修築。工程雖然艱巨,但進展較快,光緒二十五年(1899)關外鐵路通車至錦州,次年通車至大虎山,營口支線也全部通車,僅大虎山至新民屯一段尚未完工。正當此時,八國聯軍攻人北京,關內外鐵路被英、俄兩軍占領而被迫停工,築路人員只好撤出工地。
關外鐵路停工後,詹天佑於光緒二十七年(1901)應盛宣懷和鐵路總公司聘約南下,主持恢復萍醴鐵路工程。在督修中,他堅持用4英尺8寸半(1.435米)的標準軌距進行修築,使全國鐵路軌距統一,以便互相連接,使運輸暢通。萍醴鐵路於光緒二十九年(1903)竣工通車。此後該路展築至株洲,成為連接湖南江西、浙江等省鐵路幹線的組成部分。
關內外鐵路被英俄兩國占領後,清廷任命袁世凱為關內外鐵路督辦大臣,胡燏棻為會辦,負責與英俄交涉,收回所侵占的鐵路。光緒二十八年(1902)八月,詹天佑奉命離開了萍醴鐵路工地,返回關外,接收被俄國強占的關外鐵路。以往詹天佑主持修建的線路、橋樑、機車等,由於帝國主義者的踐踏此時大多已經損壞,尤其是車輛遭受的破壞極為嚴重。詹天佑抓緊時間,日夜搶修,僅用了不到兩個月的時間,就使關外鐵路恢復通車了。是年,詹天佑的官階,由報捐而得的選用州同升為候選同知。
光緒二十八年(1902)秋,清廷宣布於次年春季拜謁西陵。為便於慈禧太后等人「御駕」往來,決定從河北新城縣高碑店到易縣良各莊修築一條新易鐵路(也稱西陵鐵路),全長43公里,限期六個月完成,並撥官銀60萬兩作為築路費用,由直隸總督兼關內外鐵路督辦大臣袁世凱主管築路之事。他原擬把工程交給英人金達主持,法國公使聞訊起而抗爭,認為盧漢鐵路是用法國借款修築的,新易線系其支線,堅持要由法國工程師來設計建造,英法兩國為爭奪築路權而相持不下。在無可奈何情況下,袁世凱只好放棄任用外國工程師的打算,改任詹天佑為新易鐵路總工程師。詹氏倉促受命,經過周密策劃,於是年十一月動工,次年三月謁陵前竣工。這是中國人完全依靠自己的力量修建的第一條鐵路。
①《進呈粵海圖說折》,見《張文襄公全集·奏議二七》卷27。
光緒二十九年(1903)三月,慈禧等乘坐火車謁祭西陵後,甚為滿意,對詹天佑和司機進行嘉獎,將其乘坐的火車車箱中的全部陳設品作獎品,獎給詹天佑。詹天佑認為,此路建成是眾人之功,非一人所為。因此,他只取其中一個小座鐘作為建路紀念,其餘則都分給築路員工。此後,清廷又獎勵承造新易鐵路出力人員,以「候選同知詹天佑,曾在外洋學習工程專門多年,為中國工程中傑出之才,此次承修路工,正值隆冬天氣,措手綦難,該員不避艱辛,督率各匠役勤奮趨事,得以迅速竣工,而用費亦極節省,實屬異常出力」。而「提升為選用知府」①,其餘出力承修路工及官員均獲獎勵和提升。光緒三十年(1904),鐵路督辦大臣盛宣懷聘請詹天佑為中國鐵路總公司(設事務所於上海)工程顧問,以協助籌劃盧漢、滬寧、粵漢等南北幹線鐵路。
自1888—1905年間,詹天佑除了1901年奉命督修萍醴鐵路外,主要參與修建關內、關外鐵路及營口支線,共長940餘公里。尤其是新易路的建成,極大地鼓舞了中國人自力修建鐵路的勇氣和信心,詹天佑也因獨立設計和主持修成這條鐵路而蜚聲全國,這些都為他日後主持京張鐵路工程創造了條件。
①1896年2月15日,詹天佑致諾索布夫人的信。
第四節 修築京張鐵路,大展宏圖
張家口是屏藩北京西北的軍事重鎮,也是重要的南北貿易要衝。為繁榮經濟、鞏固政權,光緒三十年(1904),清廷批准督辦鐵路大臣袁世凱及其會辦大臣胡燏棻的奏請,撥用關內外鐵路的部分餘利,修建北京至張家口的京張鐵路。這一消息傳出後,英俄兩國為爭奪築路權而互不相讓。因關內外鐵路餘利存在英國滙豐銀行里,如要撥用,必須先同中英公司協商,於是他們乘機要挾,舉薦英人金達擔任總工程師。俄國公使則出面反對,聲明以往清、俄兩國有約,規定長城以外鐵路不能由第三國承建,並乘機脅迫清廷指派俄人擔任總工程師。英、俄兩國相持不下,最後清廷決定不用洋人,全由中國「官款自辦」,並委派詹天佑負責京張鐵路的籌建工作。
光緒三十一年四月(1905年5月),京張鐵路局在天津成立,同時又在北京成立工程局,任命陳昭常為總辦,詹天佑為總工程師兼局務會辦。1906年詹天佑接任總辦。1905年5月,當詹天佑奉命率隊由豐臺出發勘踏路線時,金達竟然同時由唐山出發,以行獵為名,別有用心地秘密勘測這條線路,5月20日兩人在南口不期相遇,金達對詹天佑說:「從南口到岔道城之間的路線(關溝段)困難程度大大超出他的料想,..中國人不能承擔開挖山洞工程,..必須採用外國包工。..他願招人投標承攬合同。」詹天佑明確告訴他,此線「袁總督已奏明皇上..不使用外國人」。金達說「不使用外國人一事乃是謊言!」①國外還有一些人和報刊公開宣稱:「中國能開鑿關溝段之工程師尚未誕生於世!」①「中國人想不靠外國人自己修鐵路,就算不是夢想,至少也要過五十年才能實現!」②等等,國內也有一些喪失民族自尊感的崇洋媚外者嘲笑詹天佑「自不量力」、「膽大妄為」等等。這些蔑視和嘲笑沒有影響詹天佑的堅強信心,他懷著強烈的愛國心和事業心,毅然承擔了這項具有國際影響的築路任務。
詹天佑認為,修築鐵路,選線最為重要。為了尋找一條理想路線,詹天佑不僅多方搜求資料,實地考察勘測,而且還親自訪問當地農民,徵求意見。他常常騎著毛驢在崎嶇的山路上勘查。白天翻山越嶺,晚上還要伏在油燈下計算、繪圖、撰寫工程日記。歷時40多天,往返行程千餘里,於6月24日終於完成全線初測任務。當時,對京張鐵路勘測了三條比較線:一是由京奉鐵路柳村車站起,經西直門到南口,沿關溝越嶺,在八達嶺過長城,出岔道城,再經康莊、懷來、沙城、宣化而達張家口。這條線峰巒起伏,尤其是從南口到岔道城一帶的關溝地段,要在懸崖絕壁上修築一條陡險的鐵路,穿過古稱「天險」的長城要塞居庸關、八達嶺。鐵路通過八達嶺,必須開鑿一座很長的隧道,坡度極陡,工程浩大,而運輸量又受到限制。二是從張家口,經懷來縣、延慶州、小張家口,沿著熱河至北京的大路,經得勝口過山,再過明十三陵、黃土梁到北京。這條是由老鄉所說可繞過關溝地帶的線路,但路程繞遠,坡度也很大,工程並不簡單。三是從北京西直門向西40里,繞石①詹同濟、黃志揚、鄧海成編:《詹天佑生平志》,第56—57頁。
①詹天佑1905年5月20日的日記,見詹同濟編譯:《詹天佑日記書信文章選》,北京燕山出版社1989年版。以下所引日記,皆引自此書。
②詹天佑:《京張鐵路工程紀略·京張鐵路調查報告》(光緒三十一年),中華工程師學會出版1915年版。景山、經過三家店,沿永定河,從青石到沙城附近的豬河口出山,到張家口。這條線坡度較平緩,但永定河峽谷河道迂曲,山崖陡峭,工程比關溝段更艱巨,但通過能力較高,運輸量大。但其造價和工期都會超過當時清廷的規定而不能實施。這條線路後來建成現在的豐沙線。
詹天佑結合當時實際情況,對這三條比較線反覆論證、篩選,最後決定採用第一條比較線。此後對關溝的困難路線又勘測過多條局部比較線,經過分析,最後選定了在當時條件下較為理想的一條比較線。
對所選的比較線還要進一步復勘定線,詹天佑把通過關溝的全線分成三大段,調派人員,分段仔細勘定。第一大段從柳村到南口,由他親自率領工程人員插標定線。他背著標杆與經緯儀在峭壁上定點製圖。塞外常有狂風,滿天灰沙,不管環境多麼惡劣,他都堅持作業,並鼓勵大家也堅持工作。他常勉勵工程人員:「全世界的眼睛都在望著我們,必須成功!」
通過勘測得知,京張鐵路,全長200餘公里,「中隔居庸關、八達嶺、層巒疊嶂,石峭彎多,遍考各行省已修之路,以此為最難,即泰西鐵路諸書,亦視此等工程至為艱巨」③。面對如此艱巨的工程,詹天佑深感責任重大。他說:「此路又中國籌款自辦,為各省倡,惟責重益覺才輕,而圖終必先慮始,固不敢鋪張從事,致巨款虛糜,亦不敢苟且速成,貽外人口實。」①他在致諾索布夫人的信中也寫道:「全體中國人和外國人都在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。因若如此,中國工程師將失掉大眾的信任。」②詹天佑深深認識到京張鐵路的成功與否關係到民族自信心的問題,因此,在籌劃整個工程時,他絲毫不敢掉以輕心,經過縝密而慎重的研究,提出將京張鐵路分三段興修的方案:第一段由豐臺至南口,長約60公里;第二段由南口至岔道城,長約33公里;第三段由岔道城至張家口,長約128公里。其中第二段因關溝阻隔,地形複雜,需要開鑿大量隧道,工程最為艱巨。
在修築京張鐵路的過程中,詹天佑充分展示了他出眾的才能。首先他應用超群的定線知識和豐富的勘測經驗,在地形險峻、工程艱巨的關溝段採用1:30即33.3‰的大坡度和半徑為600英尺(183米)的曲線,在青龍橋車站巧妙地設置「之」字形展線,使八達嶺隧道長度由1800米縮短至1091米,既解決了最困難的越嶺問題,又節省工程,降低了造價。
其次,在關溝段設保險岔道(避難線)和引進先進機車。為保證在陡坡上行車安全,詹天佑設置了12條保險岔道,站內4處,區間8處。為了適應在大坡度線路上行車的牽引噸數,引進了當時最先進的馬萊(Mallet)複式活節蒸汽機車,以用機車的較大牽引力(42000噸)克服陡坡的坡道阻力,以解決在「之」字形線路上的行車問題。
在開挖隧道時,詹天佑還率先採用了直井開鑿隧道技術。京張鐵路有四座隧道,即八達嶺、居庸關、石佛寺和五桂頭。其中以八達嶺隧道開鑿最難,山勢崎斜,石質堅硬,隧道長度大,詹天佑巧妙地從隧道中部開鑿兩個直徑為10英尺、深為84英尺的直井,使隧道的開挖工作面從原來的2個增為6個,大大地縮短了施工期限,同時通過精密測量,隨時校正隧道開鑿方向和③引自1961年4月27日《人民日報》茅以升文。
①詹天佑:《京張鐵路工程記略·修造京張全路辦法》,《詹天佑文選》,北京燕山出版社1993年版。②詹天佑:《京張鐵路工程記略·修造京張全路辦法》,《詹天佑文選》,北京燕山出版社1993年版。水平高低,保證了施工質量。
同時,詹天佑還注意就地取材,節約工程費用。如在橋樑工程中,他一面選用國外新型鋼樑,一面又因地制宜,在山區儘量修建拱橋,既堅固耐用,又減少進口材料,以節約費用。在關溝段的20座橋樑中,有13座是混凝土拱橋。又如懷來河大橋工程艱巨,橋長212米,7孔鋼樑。為了不誤工期,詹天佑令先用騾車將鋼樑杆件運至橋頭,拼鉚成橋,節約了架梁鋪軌時間,加快了工程進度。
在京張鐵路修築中,詹天佑還厘定了標準,首定工程規範。他非常重視工程標準化,主持編制了京張鐵路工程標準圖,包括京張鐵路的橋樑、涵洞、軌道、線路、山洞、機車庫、水塔、房屋、客車、車輛限界等,共49項標準,是為我國第一套鐵路工程標準圖。它的制定和實行,加強了京張鐵路修築中的工程管理,保證了工程質量,為修築其他鐵路提供了借鑑。1906年,他就當時中國鐵路無統一標準的紛亂狀態,寫了有關標準說帖三份,上書清廷商部,以統一全國鐵路建設的技術標準。其中提出了全國鐵路車輛使用姜坭(Janney)自動車鉤;統一採用標準軌距,即1.435米(英尺為4尺8寸半),以使全國「車同軌」,暢通無阻。
經過四年的艱苦奮鬥,京張鐵路在1909年9月24日全線通車。京張鐵路於1905年10月2日動工興修,原計劃6年建成,在詹天佑等人的努力下,只用了4年時間,提前兩年完工。原預算的工款為紋銀7291860兩,清廷實撥7223984兩,而決算的實際支出僅為6935086兩,較實撥工款節餘288898兩,較預算節省356774兩。每公里造價比當時修築較易的關內外鐵路線還低。
1909年10月2日,在南口舉行盛大的京張鐵路通車典禮,與會的中外來賓1萬餘人,很多人紛紛擠向詹天佑祝賀,詹天佑謙遜地說:「這是京張路一萬多員工的力量,不是我個人的功勞,成績應該屬於大家的!」京張鐵路的建成,完全打破了外國報刊的預言,極大地振奮了民族精神,受到中外各方面的讚譽。清廷也予以特別褒獎,頒授詹天佑工科進士第一名的榮譽稱號。1909年11月,詹天佑被美國土木工程師學會(ASCE)吸收為會員。這是加入該會的第一位中國工程師。
從1888年起,詹天佑先後從事津榆、津盧、錦州、萍醴、新易、潮汕、滬寧、滬嘉、京張、張綏、津浦、洛潼、川漢、粵漢、漢粵川等鐵路的修築,為開創和發展中國鐵路事業作出重要貢獻。
此外,1905年詹天佑被任命為商部路務議員,1907年任郵傳部路務議員。1908年,被派任郵傳部二等顧問官,加二品銜,後任郵傳部參議行走等職。
1912年,辛亥革命不久,詹天佑發起組織了「中華工程師會」(後改名為中華工程師學會),並被選為會長。他希望通過學會把中國的工程技術人員組織起來,為建設富強的祖國而共同努力。他積極主持學會的工作,開展各種學術活動,創辦出版《中華工程師學會會報》等。
詹天佑還親自編撰出版了《京張鐵路工程紀略》、《京張鐵路標準圖》、《華英工學字典》、《告青年工學家》等論著,這些著作曾在我國工程技術界起過重要作用。
1919年2月,詹天佑抱病參加了協約國在哈爾濱召開的「國際聯合監管遠東鐵路委員會」會議,對「萬國共管中國鐵路計劃」的陰謀予以堅決反擊。由於操勞過度,病情加重,不幸於4月24日「悒鬱以終」。臨終時,他「語不及私,為國家陳述三事:一、振奮發揚工學會活動,以興國富民;二、慎選人才以管理[中俄合辦的]中東鐵路;三、就款計工,唯力是視,儘速建成漢粵川全路」③。
1922年中華工程師學會和京綏鐵路同人會在青龍橋車站上,建立了詹天佑全身銅像。1966年,其墳墓遷葬於此。近年在八達嶺長城腳下建造了詹天佑紀念館,以紀念他在中國鐵路建設事業中的不朽功績。
③詹天佑致諾索布夫人信函,1906年10月24日。