德國修建膠濟鐵路後,為掠奪鐵山鐵礦資源,於1914年完成了金嶺鎮至鐵山間線路的勘測設計工作。同年第一次世界大戰爆發,日軍乘機強占了膠濟鐵路和鐵山礦場,並基本沿用德國人的設計,修建了金嶺鎮至鐵山6.560公里的窄軌輕便鐵路。輕便鐵路建成後,貨物只能用人力車拖運,至金嶺鎮站倒裝。1918年10月17日至次年3月末,日軍將原輕便鐵路改、擴建為標準軌距線路,並在金嶺鎮站與膠濟鐵路接軌,終點設鐵山站。1919年4月,新線正式運營,遂稱膠濟鐵路鐵山支線。擴建後的鐵山支線,正線全長7.098公里,鋪設日制37公斤/米B型鋼軌,設橋涵21座(其中木橋12座),最大坡度5‰,最小曲線半徑200米。線路兩側10米為建路備用地,正線共占地300餘畝。鐵山站內設站線兩股,計長1.245公里。擴建營業後,只準走行輕型機車,每天開行混合列車1對,月運量為400噸,主要運輸礦產磁鐵和赤鐵礦;1934年增開混合列車1對。1942年日軍第二占次占領期間,將木橋全部更換為鋼筋混凝土板梁橋。此後這條支線除進行正常的養護維修外無大更動,一直沿用到1949年11月。1949年末,撤銷鐵山站,改為路產專用線,運輸業務由金嶺鎮站辦理。1959年正線延長至8.221公里。1978年支線設備中修,鋼軌大都換成國產43公斤/米P型軌,道床進行了清篩和加厚,其他設備也進行了技術改造,從而取消了禁止重型機車運行的規定。
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