为此，建设者引入了世界最先进的泥水平衡盾构机——“天佑”号，并结合京张智能化目标，建立了盾构安全建造可视化云平台，全预制机械化拼装和大直径盾构常压换刀技术。这相当于为盾构机装上了“眼”“手”“脚”，建设者可以时刻掌握隧道和周边构筑物的变形情况，确保毫厘之间的施工精度。

1905年，隧道施工同样是摆在京张铁路面前的最大难题。全长1091米的八达岭隧道，也是京张铁路的关键工程。当时，我国尚没有一条国人独立主持设计、建造、运营的干线铁路，外国工程师放言：中国能修京张铁路的工程师还没出生呢！

从美国耶鲁大学留学归来的詹天佑打破了这个论断。他将南美伐木所用的“人”字形铁路首次运用在我国干线铁路上，通过延长距离，顺利通过了京张铁路关沟段33‰大坡度，将原本需要开挖1800多米的八达岭隧道缩短为1091米。

詹天佑不仅创造性运用了“人”字形铁路，首次使用炸药开采隧道，更开创了大长隧道新的施工工法——竖井法。这种方法可以在地下同时展开6个工作面，提高施工效率，且部分竖井建成后被用作通风廊道，解决了当时蒸汽机车通过隧道时的排气问题。“这种创新被称为‘长隧短打’，至今仍然是中国铁路建设的‘王牌’工法。”中铁设计京张项目组隧道负责人岳岭说。

“窃谓我国地大物博，而于一路之工，必须借重外人，引以为耻。”詹天佑后来在《京张铁路工程纪略》中写道。京张铁路1909年建成后，轰动中外，极大地增强了中国人民的自信心，其社会影响远超出了工程技术领域。

“京张铁路是中国人自主设计、建造铁路的起点。如果没有这个起点，我们无法站在中国铁路、装备制造、综合国力飞速发展的‘肩膀’上，谋划中国高铁凝聚在‘1毫米’之上的精细与跨越。”中铁设计京张高铁总体设计师王洪雨说。

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