台灣鐵路奠於清光緒17年(1891)劉銘傳擔任臺灣巡撫時籌建的鐵路,北起基隆,經臺北、新莊、海山口、崑崙嶺、桃園至新竹,當時並未經過樹林與山佳。
一直到明治32年(1899),當時日本政府,開始著手鐵道路線變更,當時拆除臺北經新莊至桃園舊鐵路,改建長二十公里餘的新線,於明治42年(1909)竣工。從台北通過艋舺(萬華舊名),渡過新店溪到達枋橋(板橋舊名),橫過第一、第二大嵙崁溪橋,經過樹林、山子腳(山佳舊名),於茶山開鑿二十三個隧道,再沿著大嵙崁溪(大漢溪舊名)一里半到達鶯歌。
在鶯歌-桃園段的大湖附近,最大斜度為六十分之一,轉彎處至少有十五個,所以事故頻發。大正八年(1919)六月十日午後七時,南下列車於該地點,因重量過重致使切斷連結機,列車倒滑回鶯歌車站而發生衝撞事件,乘客當場死亡十三名,受傷者六十餘名。是縱貫鐵路開通以來不曾發生過的衝撞事件,這也成為日本政府促使線路改良的契機之一。
從大正十一年(1922)五月先完成斜坡坡度改良為百分之一後,大正十四年(1925)著手茶山隧道附近改良工程,於次年竣工。從昭和四年(1929)五月至十一月,完成鶯歌-桃園間雙軌工程,次年完成山子腳-鶯歌間的工程,翌年又完成樹林-山子腳間的工程。 《摘錄鶯歌鄉土誌.樹林區間改良工程說明》