詹天佑生於1861年，19世紀80年代，他投身於中國鐵路建設事業，曾主持過我國京張、川漢、粵漢等早期鐵路的建設，爲發展我國早期鐵路建設事業做出了傑出貢獻，被譽爲中國鐵路之父。1909年詹天佑主持修築京張鐵路，京張鐵路是20世紀中國鐵路史上的奇蹟，它是中國獨立自主修築的第一條幹線鐵路。詹天佑在極其艱苦的條件下，完成了鐵路的修建，振奮了民族精神，推動了鐵路事業的發展。
詹天佑紀念館位於京張鐵路八達嶺隧道上方，依山勢而建，造型簡樸，與長城內側青龍橋火車站詹天佑銅像和墓地遙遙相對。整個紀念館以詹天佑的一生爲主線，主要介紹了他在中國近代鐵路建設史上的突出成就。在這裏你不但可以瞭解詹天佑光輝的一生，還可以從一個側面瞭解我國早期鐵路建設的概況、技術及其成就，從而激勵我們振興中華的奮鬥精神。
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1、清政府任命詹天佑爲京張鐵路工程師的委任狀
在紀念館的展櫃裏，展出了一張清政府任命詹天佑爲京張鐵路總工程師的委任狀。這張委任狀簽署於光緒三十二年四月，因爲時間的久遠，委任狀的紙張已經微微泛黃。現在我們看到這張委任狀平靜地擺放在展櫃裏，但是誰能想象得到在這張委任狀背後隱藏着多少艱辛呀！
1904年，日俄戰爭爆發，受之影響關內外鐵路的修築工程停工。於是直隸總督兼關內外鐵路督辦袁世凱提議，提取關內外鐵路的部分盈利修築京張鐵路。當時修築關內外鐵路的經費是中國向英國貸款，按照貸款協議的約定，盈利必須存入英國匯豐銀行，要提取也必須取得英國同意，因此英國主張，京張鐵路必須聘請英籍的工程師主持修築。此時，俄國一直與英國爭奪華北地區的霸權，對京張鐵路的修築也十分關注，雙方施展各種手段明裏暗裏爭奪此路的修築權。爲了不引起外交糾紛，清政府只好宣佈：京張鐵路“作爲中國籌款自造之路，亦不用洋工程師經理，自於他國不相干涉。”這樣，明爭暗奪的英、俄兩國不得不放棄瞭如意算盤。當時中國人還沒有獨立修築過鐵路幹線，於是一些西方人士公開譏諷說：“中國造此路之工程師尚未誕生。”正是在這樣的背景下，詹天佑臨危受命修築京張鐵路。
2、詹天佑勘測京張鐵路使用的水平儀
在紀念館的展櫃裏，展出了一架詹天佑勘測京張鐵路時使用的儀器——水平儀。這架水平儀是黑色的，樣式已經十分陳舊。水平儀看上去非常笨重，試想當年詹天佑就是帶着這架水平儀，與兩個助手徒步進行京張鐵路的勘測工作，他們翻越崇山峻嶺，涉過江河險灘，不畏艱險，不辭勞苦。那時詹天佑每天白天測繪，晚上則將測繪的地形，調查的地基和水文情況等詳細地記錄在日記中。不僅如此，詹天佑還要初步估計出橋樑、隧道的長度，選定車站的位置以及自己初步的判斷、設想等等。
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當時正值北方的春季，風沙極大，而詹天佑進行測繪的曠野、山谷，經常是狂風怒號，飛沙蔽日。我們從詹天佑的日記裏常常看到這樣的記載：“極爲強烈的西風不住地迎面吹來，因而工作進展很慢。”衆所周知，北方的風沙大，有時狂風揚起滿天黃沙，使人咫尺莫辨。詹天佑他們常常因爲視線被阻而不得不停止工作，但是他們憑藉着超人的毅力最終完成了測繪工作。看着眼前的水平儀，聯想到詹天佑的日記，我們可以想見到當時詹天佑勘測京張鐵路所付出的艱辛。
3、京張鐵路人字形鐵路
詹天佑修築京張鐵路中最爲精彩的一段，就是“人字形鐵路”的修築。詹天佑紀念館，將人字形鐵路按比例縮小，製成復原場景，展示給公衆。一百年前，詹天佑主持設計修建京張鐵路時遇到了很多難題，其中最大的難題就是修築從南口到八達嶺岔道城的關溝段鐵路。這段路地勢陡，坡度大，最大坡度達33‰，即每前進1000米，坡度就上升33米。這樣的坡度，火車是不能直接爬上去的。因爲，當時火車最高爬坡率只有25‰，於是詹天佑借鑑美國高山地區鐵路設計，設計出用“長度”換“高度”的“人字形”鐵路。
當列車行駛到這一路段時，用兩個機車前牽後推，由石佛寺引上山，沿人字形線路一邊，經過黃土嶺線路的入口到達青龍橋車站，然後列車掉頭退回，後推機車改爲前牽，前牽機車改爲後推，沿人字形的另一邊，向西北方向直接進入八達嶺隧道。這樣的設計可以將線路的坡度降低至28‰，隧道也由原測的1800米縮短爲1091米，而且工程費用還可節省10萬兩白銀，施工的強度和難度也相對降低了。人字形鐵路的修築，成爲京張鐵路的一個創舉。
紀念館將人字形鐵路製作成復原場景，讓觀衆更加直觀地瞭解“人字形鐵路”。不僅如此，紀念館還特意設計了火車模型是如何通過人字形鐵路的演示，通過這種演示，觀衆可以更好地瞭解到火車掉頭和通過人字形鐵路，縮短八達嶺隧道長度的意義。同時觀衆還可以自己操作，親自體會。
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4、八達嶺段隧道鐵路施工復原場景
在詹天佑紀念館中，人字形鐵路復原場景的旁邊，就是八達嶺隧道施工復原場景。從這個復原場景中，我們看到築路工人使用簡陋的工具，用肩挑手提的方式修築出施工難度巨大的八達嶺隧道。京張鐵路施工進入第二段工程後就遇到棘手難題，那就是打通居庸關、五桂頭、石佛寺、八達嶺四條隧道，而八達嶺隧道是這四條隧道中最長的一條，爲1091米，同時也是施工難度最大的隧道，不僅要有精確的計算和正確的指揮，還要有新式的開山機、通風機和抽水機。修築隧道需要的技術對詹天佑來說不是難題，但是挖掘隧道需要先進的設備當時的中國沒有，只能靠工人的雙手。
在開鑿八達嶺隧道時，詹天佑根據具體情況和隧道長的特點，採用直井法施工，即在隧道南北兩端鑿進的同時，另在隧道上方山嶺上開挖大小井各一座，自山頂垂直挖下，直至與隧道底部深度平齊爲止，然後再向兩端開鑿。這樣既保證了施工質量，又加快了工程進度。鑿洞時，沒有機械工具，大量的石塊，全靠人工挖。身爲總工程師的詹天佑也毫無架子，他與工人一同挖石挑水。他還鼓舞大家說：“京張鐵路是我們用自己的人、自己的錢修建的第一條鐵路，全世界的眼睛都在望着我們，必須成功！”“無論成功或失敗，決不是我們自己的成功和失敗，而是我們國家的成功和失敗！”
