日本陆军少将斋藤季治在此时又和段祺瑞政|府的骨干靳云鹏在北京秘密签订了《中日陆军共同防敌军事协定》，约束中国与日本采取“共同防敌”行动。其中《陆军共同防敌的详细协定》规定：日本在战争期间可以进驻中国境内（意图北满）；日军在境外作战时，中国应派兵声援；作战期间，两国互相供给军器和军需品。由中日两国共进贝加尔、阿穆尔两省的兵，中方由日方指挥；由满洲里进后贝加尔的兵，日方由中方指挥；而日本又可派兵一支，从库伦进向贝加尔方面。
日本准备通过这个协定派出大批军队进入东北，迅速取代沙俄在东三省北部的侵略地位。
这个协议对东北自治政|府是非常不利的。本来，在张汉卿的心目中，黑龙江包括长春以北是奉系的自留地，作为自己的后院而准备一番大作为的。尽管奉天的经济、工业条件远超黑省，但是因为日本人盘踞其中，很多事情反而做不来。
倒是黑省，一张白纸好作画，张汉卿有很多主意计划在这里实施，绝对不能再让日本人染指了！作为仅次于奉天的城市，哈尔滨以处在南满、北满铁路的十字线的重要交通枢纽及扼松花江的港口优势在经济上大有后来居上之势。
在他的构思里，哈尔滨要建立一所极重要的集重工业、军事工业为一体的大学，为奉系的发展源源为宙地提供动力，这所大学的名字已经想好了：哈尔滨工业大学。
还有一个非常秘密的心思：离此地不远，在中东路上，有一个目前尚未建立的城市，后来是新中国工业的血液，它的名字叫大庆。
没有人知道这个名字在后世意味着什么，但是张汉卿知道，日本人在东北出动了许多资源勘探队，如果被探到了这里有他们梦寐以求的石油，天知道会发生什么事情！正史上日本人为了石油，可是连考虑的屁股都敢摸、大搞了世界老大美国一把呢。
所以，从自身发展大计看，无论如何都要斩断日本伸向东北腹地的黑手！
东北地方自治政|府的应变速度是极快的，在日本声明这个协议时，张作霖即通电中外，极力反对。正如他在质问中|央政|府的电令中所说：“苏俄生变，干卿何事？中国以屡弱之国，竟不自量力，与虎谋皮，无非自取其辱耳！况奉、吉、黑自治已久，如此扰乱地方治安、支援政|府执政基础的重大事件，国人竟不知，难道我堂堂中国，竟为一小撮败类任意挥霍？先总统袁公尚以签署二十一条为耻，在朝诸公竟以为出卖东北重大利益为荣乎？中东路之完全国有，为近数十年未有之机遇与利好，岂容轻飘飘一纸私下交易所能篡改！职当尽忠报国，为保护中东路，有死而已！”
一言既出，全国震动。国人既愤怒于政|府之无耻，也为张作霖拳拳爱国之心所感染，一时间，长城内外，长江南北，响起了声势浩大的“护路”运动。一直受压抑的直系也连续发电响应，痛斥密约、声言保路。
张作霖的电文写得不能不说是犀利，质问不能说不直接，在全国压力之下，段祺瑞政|府不敢承认，只发表简单的电文说：“军事协定纯为子虚乌有，中东路为中俄旧事，反对谈判扩大化。”
由于是秘约，也未在后来予以公示，日本人尽管对段祺瑞政|府的出尔反尔不满，也理解其所在的处境。只是张作霖如此高调的和日本唱对台戏，让日本人觉得非常不安。
为了给张作霖添乱，日本政|府下令在东北的许多情报人员勾结受其支持的土匪，在东北来了一场规模宏大的暴乱。一霎时，东北三省乌云变幻，大部地区告急。
作为中东路交涉之决策者和最高执行者，张汉卿深知远东局面一日三变，此时正该是竭力顶住压力的时机。否则，日本在北满本来没有什么势力，从这个协定缔结以后，派赴西伯利亚的兵好几万都将从中东路出发。以日本人的心思，必将在吉、黑两省设置军用电话、邮局、兵站等甚多辅助机关，不管将来对俄结局如何，日本人反正是尾大不掉了。正如历史上后来干涉失败后，贝加尔方面所撤的兵亦多数驻扎北满、造成事实上的占领一样，此也是造成日本人在东北势力不断有机会蚕食并越来越庞大，而中国却越来越难以发力的重要原因之一。他一面与张作霖讨论剿匪事宜，一面作出强硬姿态，反对中东路“集体化”。
对于各国的对俄干涉军，熟知历史的张汉卿知道，这是一段没有结果的失败政策。但是对于日本而言，又是一段当时被视为政治上的天然良机。诸大国干涉军司令共同宣言以俄国局势太乱为由，说海参崴及其附近地方当临时置于协约国保护之下，但是最后诸国军队弄到却都没什么动作，惟日兵挟着俄旧党谢米诺夫通过贝加尔，占据铁路在赤塔组织本部；又挟着旧党卡米尔哥夫在哈巴罗甫喀设立司令部，并分兵向海兰泡、阿穆尔、伊尔库茨克。最盛时，日本兵在俄境有11个师团之多！（编者注：当时日本国内共21个师团）。
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