1930年，随着东北[DongBei]军入关“接收华北”，郭恩海被张学良[ZhangXueLiang]先后任命为平绥、平汉铁路[TieLu]局副局长等职。当时的“中原大战”使华北铁路[TieLu]许多路段遭受严重破坏，为尽快恢复铁道交通，郭恩海经常深入到基层，冒着各种危险去了解情况、解决问题，及时调配机车车辆，最大限度地保证了铁路[TieLu]正常运输和铁路[TieLu]运输的安全。

　　1930年11月7日至12月7日，平汉铁路[TieLu]管理局(北局)局长葛光庭去南京，其间由副局长郭恩海代理局长。11月7日，郭恩海经北平去天津[TianJin]面见张学良[ZhangXueLiang]请示工作。当时张学良[ZhangXueLiang]任全国陆海空军副总司令(管辖辽、吉、黑、热、冀、察、晋、绥8省，北平、天津[TianJin]、青岛3市)。张学良[ZhangXueLiang]将以黄河为界的平汉铁路[TieLu]管理局(北局)并入平汉铁路[TieLu]管理局(南局)，改称平汉铁路[TieLu]管理委员会，地址设在汉口，让郭恩海以东北[DongBei]军的首席官员身份兼任平汉铁路[TieLu]管理委员会高级顾问。

　　1931年1月11日，已被任命为包宁铁路[TieLu]工程局局长的郭恩海和已被任命为胶济铁路[TieLu]管理局委员长的葛光庭，就平汉北局业已移交之事，特地于下午同车赴天津[TianJin]，面见张学良[ZhangXueLiang]报告移交经过。张学良[ZhangXueLiang]十分满意。郭恩海自此开始了筹建包宁铁路[TieLu]工程局的工作。

　　1931年4月，包宁铁路[TieLu]工程局正式成立，郭恩海被授予陆军中将军衔。包宁铁路[TieLu]工程局局址设在北平。上任后，郭恩海根据同时制定的《包宁铁路[TieLu]工程局组织专章》，组建包宁铁路[TieLu]工程局各组织机构。局经费按月由平汉路拨给2000块银元，平绥路拨给1500块银元。郭恩海要求属下节约开支，全力保障专用。当月，他拜谒了时任铁道部长的孙科，商议筹资提前建筑包宁铁路[TieLu]。郭恩海认为此铁路[TieLu]沿线毛线、药材、矿藏等物产丰富，河套地区又是产粮大基地，因此深感建设此线路的重要，遂多次督促政府拨款，以推动包宁铁路[TieLu]建设的进展。此后，当时的铁道部派出测量队，对包宁铁路[TieLu]沿线进行实地调查，并根据勘测情形制定了包宁铁路[TieLu]工程预算及一切计划，由随行的时任平绥、平汉铁路[TieLu]局专员卓宏谋(新中国成立后任全国自然科学工作者代表大会代表、北京市文史研究馆馆员)写成《包宁铁路[TieLu]建设与计划》一书。在书的前面有民国原铁道部部长、后任行政院长、立法院长的孙科，时任铁道部部长的顾孟余，绥远省政府主席傅作义等人的题词；有郭恩海和作者、铁道部包宁铁路[TieLu]沿途经济调查队暨测量队的合影。在书中卓宏谋阐述了开发西北、修筑包宁铁路[TieLu]的必要性、重要性和可行性，并以此作为建设包宁铁路[TieLu]的依据。