在20世纪初，著名工程师詹天佑承担了主持修建连接北京至张家口的京张铁路这一艰巨任务。这条铁路穿越崇山峻岭和复杂的地质条件，对当时的工程技术提出了严峻挑战。以下是他在施工过程中遇到的一些主要的技术难题及其应对策略：

1. 陡峭坡度问题 - 从南口到八达岭，铁路要越过长达18公里的坡道，平均坡度为3.3%，最大坡度甚至达到35‰。为了解决这个问题，詹天佑采用了“人”字形路线设计，即列车到达青龙桥东沟站后，利用回车折返的方式来减缓实际行驶的坡度。同时，他还在此路段设置了长度超过600米的之字轨道，以进一步减小爬坡难度。

2. 隧道挖掘困难 - 在修筑居庸关、五桂头和八达岭三座隧道时，由于缺乏现代化的机械设备，开凿工作异常艰辛。特别是在最长的八达岭隧道（长约1,091米）中，岩石坚硬且常有地下水涌出，给施工带来极大困扰。詹天佑因地制宜，采用不同的开挖方法，如先从山顶往下打竖井，然后分段向两头开凿等，从而加快了进度。此外，他还创造性地使用了直井通风系统来解决隧道内的通风问题。

3. 桥梁架设挑战 - 铁路沿途需要跨越许多河流和峡谷，其中最具代表性的是怀来大桥。这座大桥横跨官厅水库上游的洋河，全长170多米，是当时中国最长的铁桥之一。面对复杂的自然环境和有限的资源，詹天佑巧妙地运用了中国传统的木拱桥原理，并结合西方先进的技术，成功完成了这座大桥的设计与建造。

4. 资金和时间压力 - 作为一项国家级的重大工程项目，京张铁路的建设受到了社会各界的关注。詹天佑不仅要克服上述技术难关，还要面临紧迫的时间表和严格的预算控制。为此，他采取了多种措施提高效率，包括使用当地材料节约成本、实行严格的质量管理以确保工程的耐久性和安全性等等。

通过这些创新性的解决方案和技术手段，詹天佑不仅如期完成了京张铁路的建设，而且大大节省了时间和经费，为中国近代铁路建设树立了一座丰碑。他的事迹也成为了中国科技发展史上的光辉篇章，激励着一代又一代的中国人在各个领域不断探索前行。