1851年1月11日，洪秀全的生日，在那一天他带领拜上帝教的信众们在广西金田村发动起义，后来经历永安建制、永安突围、围攻桂林的一系列艰苦作战，终究还是没有在广西省这个发家的地方站稳脚跟，为了保存实力（那时候兵力差不多一万，而且经过一年的战斗，整个部队的状态都是疲惫不堪的），太平军不得不选择退出广西，于是经全州进入湖南道州。太平军选择进入湖南，可以说是非常正确的决定，一进入湖南，参军的、被裹挟的人数都急剧增加。
对于如何攻克这一个个坚城堡垒成为了太平军不得不考虑的问题。太平军起家骨干本是杨秀清领导的烧炭工，本身就具备熟练的爆破技术。同时，太平军进入湖南道州后，数以千计的煤矿工人前来投靠更是增强了他们的力量。在这些加入太平军的人中，有一些人是当时的矿工，他们在矿上辛苦劳动但是收入很低，后来在太平天国的影响下发动起义，由矿工刘代伟为首领，攻破清军州城，斩杀清军官员，后来由于在人数上处于劣势被清军弹压，起义矿工牺牲数百人，余部悉数加入太平军。作为当时控制太平军大权的杨秀清，十分有先见的把太平军中的矿工单独进行整编，将他们定位为攻克州府城池的主力，并定名土营。史料对此亦有记载：“自陷郴、桂，得采煤夫千余人，仿鳖翻法，立土营为伪师帅，穴地攻城”，土营于是在太平军攻城掠地中专门担任挖地道的战斗任务，它的性质其实就是相当于现代的工兵。历史学者卢开宇认为，太平天国组建的“土营”就是中国历史上最早的专业化工程兵部队。
实际上在金田起义后的第一仗大湟江口战斗中，太平军就在江口以东的碧石村，埋设地雷，大败清军。9月在攻打永安县城时，又成功地使用了火药技术。攻克永安后，秦日纲受命率矿工队伍在城外险要据点处，筑寨挖壕，建立了牢固的防御工事，顶住了数万清军的围攻。这些专业技能人员在一系列的战斗中为“土营”的建立积累了丰富的经验。
于是太平军除了用于厮杀的陆营之外，专门设立了土营。土营成立以后，太平军整体战斗力有的很高的提升，士兵们发挥自己的技术特长，每次攻城战前都去挖掘地道，然后放置炸药用来炸城墙，为其他士兵的进攻打开通道。1852年9月长沙之战，太平军土营首次投入战斗。史载太平军“自南以至南京，遇有城池，则私挖地道，暗置地雷，以轰城墙。”“夫贼之掘地道也，必离城数丈路，掘至城底，否则 , 城上易见而易防，故宜远。掘成之后，用空棺实以火药…… 使城崩坏，砖石俱飞 。”在《平定粤寇纪略》中记载：“土营用挖煤人，专以穴地攻城为事，恐官军知而为备，击金鼓以乱其声。”清廷钦差大臣向荣在奏折中说：“挖煤之人，善于穿穴，故暗用地雷而不觉。”
古代武昌城地图
1853年太平军攻打武昌，武昌是湖广巡抚驻地，也是出名的坚城。太平军选择在被太平军完全控制的城西地区进行土工作业，而进行爆破作业的目标就是"文昌门"。为了避免清军发现，太平军土营在距离城墙较远的地方开始了挖掘作业。太平军土营，在黑暗，潮湿的地下，掘开三条地道。经过昼夜施工，很快挖到了武昌城下之时，被埋在地下的一排木桩挡住去路。于是太平军抡开大斧，劈开木桩，最终将地道彻底挖通。不过面对城基厚达20米的武昌城，如何能一举轰塌城墙，让太平军战士们犯难了。最后，太平军战士找来几口棺材，把炸药包往里面装满，形成了"原始的集束炸弹"，然后拖到文昌门下的地道中。1853年1月11日，武昌城文昌门下的爆破装置安装完毕，攻城部队也开始集结。1853年1月12日，趁着清晨的雨露，清军酣睡未醒之时，太平军战士点燃了药信。随着几声巨响，"文昌门城颓二十余丈"，早已枕戈待旦的林凤祥、李开芳、黄玉昆、罗大纲等人率部从城墙缺口杀入城中，一举攻克了武昌城。
作为太平军全新的兵种其主要职能是挖掘地道，配合水、陆大军攻城。当时太平军攻城之法有里应外合攻城法、伪装清军攻城法、长久围困法等，其中土营的“穴地攻城法”使用最多，作用也是最大。其攻城步骤如下：第一，查看：有专门测量城墙土壤何处坚硬的太平军官吏，他们会选择土质疏松地点用来挖掘地道，以收到最大的实效。第二，施工：为掩护土营挖掘地道，太平军会敲锣打鼓以分散清军注意力，让土营士兵得以顺利挖掘。土营先在离城数里之外挖掘一大洞，然后边挖边树立硬木支撑洞顶防止坍塌，一直挖到城墙根下。第三，夺城，太平军会在空棺内填满炸药，运送到地道尽头。然后在地道一路铺满稻草，顺便将火药或者引线置于其上，等到夜间降临，则点火攻城。为了防止火药受潮，太平军会将引线用竹筒保护起来。土营在太平天国的长期对敌斗争中，凡需攻坚，都屡建殊勋，受到全军优待与尊重，被其他太平军称为“开龙口兄弟”。清军则感到很痛苦：“贼到处俱用湖南煤夫揠掘地道，恃为长技，无坚不破”，“逆党之中,此贼之功甚巨”。
土营的最高长官为指挥，下设四位将军，其下还有总制、监军、军帅、两司马等官职。在太平天国定都南京后，土营的规模又有所扩张，指挥全部由原来的湖南煤矿工人担任，人数扩至三十余人，将军扩至六百余人。同时，土营的人员构成也发生了变化，最初是由湖南的几千煤矿工人组成，后来吸收了数量众多的泥水匠。与此同时，土营的职能也有所扩大，除了轰炸城墙、挖掘地道外，还承担着天京城的土木建设，由流动作战转向渐趋于稳定。
带有瓮城和护城河的城池最让土营头痛。
作为太平军得心应手的杀器，土营给清军造成了很大心理震慑。为了对抗太平军穴地攻城，清军时常采取以下办法。第一，清野法。清除城外一切遮挡视线的障碍物，将城外五里之内的房屋全部拆除。第二，侧听法。古代为了防止敌人挖掘地道透入城内，多在城墙内埋有大瓮，高薪聘请瞎子侧卧倾听。此种方法可以听到离城五百步的声响。这一招是左宗棠想出来的，在城墙附近深埋一圏大瓦缸，让盲人坐于缸中静听，借助盲人超常的听力判断地道的开挖方向。但是左宗棠的这一想法在开始并没有得到重视。第三，瓮城法。在城墙内侧设立堡垒，是为瓮城。在瓮城与城墙之间挖掘壕沟，如果太平军挖透城墙就会被水倒灌。即使太平军成功透过壕沟，那么太平军迎面看见的是清军月城里密密麻麻的枪口。
但随着中后期清军重整军备，湘军等武装兴起，为了收复被太平军夺占的地区，清军也开始大量组建自己的“土营”，其中以湘军的土营最为凶悍。在借鉴太平军穴地炸塌城墙的同时，他们还在原基础上增加挖工事、修壕沟等一系列攻防体系，建立了一套结合攻城、围城、打援、守卫于一体的土工工事系统，最后攻九江、可安庆、收复南京，湘军的这套土工作业则伴随着湘军的征战而一直延续，再随着太平天国中后期敌我战斗力的此消彼长，太平军反倒被湘军的土营打得节节败退。
1862年太平军南京保卫战之中，李秀成试图挖地道进入曾国荃的大本营进行偷袭。太平军挖地道有两个特点：一是暗中作业，二是广种薄收。地道要想不被湘军破坏，当然挖得越隐蔽越好，太平军开挖的洞口，一般都选在离湘军很远的偏僻处，并且在挖地道的同时，利用地面炮兵部队进行掩护，让湘军的听地法失去用武之地。太平军土营的专业土方作业，依然没有骗过精明的曾国荃。他的应对办法很简单，太平军挖，他也来挖。太平军挖得多，他也挖得多。这就叫针尖对麦芒，地道对地道。1862年11月5日，湘军中有个叫做刘南云的将领，终于第一个挖穿了太平军的地道，与太平军在地道里狭路相逢。狭路相逢勇者胜，相期不如偶遇，湘军和太平军在地道里不期而遇，当即就在地道里打得你死我活。有了刘南云这个成功的案例后，曾国荃就命令湘军成天到处转悠，到处开挖地道，竟然把太平军挖的绝大部分地道都挖穿了。挖穿之后，湘军根本就不管什么环保问题了，拼了命地往里面又是熏烟，又是灌脏水。这些招数恐怕连老鼠都吃不消，更何况太平军？结果很多地道都是半途而废，成了烂尾工程。
1864年6月15日，太平天国的都城天京城下一声巨响，震耳欲聋，随后陷入了短暂的沉寂。但没有多久，号称最坚固的天京城墙被炸开了一个缺口，湘军一拥而入，展开了规模空前的厮杀，持续了14年之久的太平天国运动宣告失败。这一声巨响，就是天国的丧钟，而敲响丧钟的就是天京城下湘军地道之中的炸药。这个地道是由湘军悍将李臣典挖的，曾国荃将久攻不下的怨恨和豪取大功的希望全部放在三万斤火药之中。地道战最终帮助湘军在这场拉锯战中获胜，老师终于也输给了学生。
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