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全长129.7公里。该段工程在第二段工程建设期间就已经开工，第二段完工之后，大量施工材料经由铁路运送至工地，加快了施工进度。该段铁路中，以怀来河大桥和鸡鸣山至响水铺段线路为施工关键点。前者经詹天佑设计为一座七孔钢桁梁桥，基础为木桩，墩台为混凝土 <ref>[http://www.zjkonline.com/News/201411/New1135653.html 詹天佑与百年铁路桥——怀来河桥在哪里？妫水河新桥]，2014/11/3 9:56:12 来源:张家口在线</ref> ；后者地形严重限制铁路铺轨，加之容易被洪水冲垮路基，施工时将河床垫高并加以水泥护坡以保证铁路安全。铁路与7月4日正式铺设至张家口站。