无法开工，于是在后藤新平等人主导下，总督府决定还是由官方兴建纵贯线。而在此一时期，日方开始针对北基段铁路进行改良，而由于日方认为清朝的狮球岭隧道一带坡度太大，遂更改路线，并于明治廿九年（1896年）5月开挖竹仔藔隧道。该工程由陆军临时台湾铁道队队长山根武亮担任监督，实际工程则交由有马组与大仓组分别从南北两端开挖，于明治卅一年（1898年）2月2日完工，2月13日于隧道北口举行开通仪式，另外虽然当时只铺了单线铁道，但该隧道预留了铺设另一路线的空间。而除了竹仔藔隧道工程外，北基段改良工程还包括路线的截弯取直