1851年1月11日，洪秀全的生日，在那一天他帶領拜上帝教的信眾們在廣西金田村發動起義，後來經歷永安建制、永安突圍、圍攻桂林的一系列艱苦作戰，終究還是沒有在廣西省這個發家的地方站穩腳跟，為了保存實力（那時候兵力差不多一萬，而且經過一年的戰鬥，整個部隊的狀態都是疲憊不堪的），太平軍不得不選擇退出廣西，於是經全州進入湖南道州。太平軍選擇進入湖南，可以說是非常正確的決定，一進入湖南，參軍的、被裹挾的人數都急劇增加。
對於如何攻克這一個個堅城堡壘成為了太平軍不得不考慮的問題。太平軍起家骨幹本是楊秀清領導的燒炭工，本身就具備熟練的爆破技術。同時，太平軍進入湖南道州後，數以千計的煤礦工人前來投靠更是增強了他們的力量。在這些加入太平軍的人中，有一些人是當時的礦工，他們在礦上辛苦勞動但是收入很低，後來在太平天國的影響下發動起義，由礦工劉代偉為首領，攻破清軍州城，斬殺清軍官員，後來由於在人數上處於劣勢被清軍彈壓，起義礦工犧牲數百人，餘部悉數加入太平軍。作為當時控制太平軍大權的楊秀清，十分有先見的把太平軍中的礦工單獨進行整編，將他們定位為攻克州府城池的主力，並定名土營。史料對此亦有記載：“自陷郴、桂，得采煤夫千餘人，仿鱉翻法，立土營為偽師帥，穴地攻城”，土營於是在太平軍攻城掠地中專門擔任挖地道的戰鬥任務，它的性質其實就是相當於現代的工兵。歷史學者盧開宇認為，太平天國組建的“土營”就是中國歷史上最早的專業化工程兵部隊。
實際上在金田起義後的第一仗大湟江口戰鬥中，太平軍就在江口以東的碧石村，埋設地雷，大敗清軍。9月在攻打永安縣城時，又成功地使用了火藥技術。攻克永安後，秦日綱受命率礦工隊伍在城外險要據點處，築寨挖壕，建立了牢固的防禦工事，頂住了數萬清軍的圍攻。這些專業技能人員在一系列的戰鬥中為“土營”的建立積累了豐富的經驗。
於是太平軍除了用於廝殺的陸營之外，專門設立了土營。土營成立以後，太平軍整體戰鬥力有的很高的提升，士兵們發揮自己的技術特長，每次攻城戰前都去挖掘地道，然後放置炸藥用來炸城牆，為其他士兵的進攻打開通道。1852年9月長沙之戰，太平軍土營首次投入戰鬥。史載太平軍“自南以至南京，遇有城池，則私挖地道，暗置地雷，以轟城牆。”“夫賊之掘地道也，必離城數丈路，掘至城底，否則 , 城上易見而易防，故宜遠。掘成之後，用空棺實以火藥…… 使城崩壞，磚石俱飛 。”在《平定粵寇紀略》中記載：“土營用挖煤人，專以穴地攻城為事，恐官軍知而為備，擊金鼓以亂其聲。”清廷欽差大臣向榮在奏摺中說：“挖煤之人，善於穿穴，故暗用地雷而不覺。”
古代武昌城地圖
1853年太平軍攻打武昌，武昌是湖廣巡撫駐地，也是出名的堅城。太平軍選擇在被太平軍完全控制的城西地區進行土工作業，而進行爆破作業的目標就是"文昌門"。為了避免清軍發現，太平軍土營在距離城牆較遠的地方開始了挖掘作業。太平軍土營，在黑暗，潮溼的地下，掘開三條地道。經過晝夜施工，很快挖到了武昌城下之時，被埋在地下的一排木樁擋住去路。於是太平軍掄開大斧，劈開木樁，最終將地道徹底挖通。不過面對城基厚達20米的武昌城，如何能一舉轟塌城牆，讓太平軍戰士們犯難了。最後，太平軍戰士找來幾口棺材，把炸藥包往裡面裝滿，形成了"原始的集束炸彈"，然後拖到文昌門下的地道中。1853年1月11日，武昌城文昌門下的爆破裝置安裝完畢，攻城部隊也開始集結。1853年1月12日，趁著清晨的雨露，清軍酣睡未醒之時，太平軍戰士點燃了藥信。隨著幾聲巨響，"文昌門城頹二十餘丈"，早已枕戈待旦的林鳳祥、李開芳、黃玉昆、羅大綱等人率部從城牆缺口殺入城中，一舉攻克了武昌城。
作為太平軍全新的兵種其主要職能是挖掘地道，配合水、陸大軍攻城。當時太平軍攻城之法有裡應外合攻城法、偽裝清軍攻城法、長久圍困法等，其中土營的“穴地攻城法”使用最多，作用也是最大。其攻城步驟如下：第一，查看：有專門測量城牆土壤何處堅硬的太平軍官吏，他們會選擇土質疏鬆地點用來挖掘地道，以收到最大的實效。第二，施工：為掩護土營挖掘地道，太平軍會敲鑼打鼓以分散清軍注意力，讓土營士兵得以順利挖掘。土營先在離城數里之外挖掘一大洞，然後邊挖邊樹立硬木支撐洞頂防止坍塌，一直挖到城牆根下。第三，奪城，太平軍會在空棺內填滿炸藥，運送到地道盡頭。然後在地道一路鋪滿稻草，順便將火藥或者引線置於其上，等到夜間降臨，則點火攻城。為了防止火藥受潮，太平軍會將引線用竹筒保護起來。土營在太平天國的長期對敵鬥爭中，凡需攻堅，都屢建殊勳，受到全軍優待與尊重，被其他太平軍稱為“開龍口兄弟”。清軍則感到很痛苦：“賊到處俱用湖南煤夫揠掘地道，恃為長技，無堅不破”，“逆黨之中,此賊之功甚巨”。
土營的最高長官為指揮，下設四位將軍，其下還有總制、監軍、軍帥、兩司馬等官職。在太平天國定都南京後，土營的規模又有所擴張，指揮全部由原來的湖南煤礦工人擔任，人數擴至三十餘人，將軍擴至六百餘人。同時，土營的人員構成也發生了變化，最初是由湖南的幾千煤礦工人組成，後來吸收了數量眾多的泥水匠。與此同時，土營的職能也有所擴大，除了轟炸城牆、挖掘地道外，還承擔著天京城的土木建設，由流動作戰轉向漸趨於穩定。
帶有甕城和護城河的城池最讓土營頭痛。
作為太平軍得心應手的殺器，土營給清軍造成了很大心理震懾。為了對抗太平軍穴地攻城，清軍時常採取以下辦法。第一，清野法。清除城外一切遮擋視線的障礙物，將城外五里之內的房屋全部拆除。第二，側聽法。古代為了防止敵人挖掘地道透入城內，多在城牆內埋有大甕，高薪聘請瞎子側臥傾聽。此種方法可以聽到離城五百步的聲響。這一招是左宗棠想出來的，在城牆附近深埋一圏大瓦缸，讓盲人坐於缸中靜聽，藉助盲人超常的聽力判斷地道的開挖方向。但是左宗棠的這一想法在開始並沒有得到重視。第三，甕城法。在城牆內側設立堡壘，是為甕城。在甕城與城牆之間挖掘壕溝，如果太平軍挖透城牆就會被水倒灌。即使太平軍成功透過壕溝，那麼太平軍迎面看見的是清軍月城裡密密麻麻的槍口。
但隨著中後期清軍重整軍備，湘軍等武裝興起，為了收復被太平軍奪佔的地區，清軍也開始大量組建自己的“土營”，其中以湘軍的土營最為兇悍。在借鑑太平軍穴地炸塌城牆的同時，他們還在原基礎上增加挖工事、修壕溝等一系列攻防體系，建立了一套結合攻城、圍城、打援、守衛於一體的土工工事系統，最後攻九江、可安慶、收復南京，湘軍的這套土工作業則伴隨著湘軍的征戰而一直延續，再隨著太平天國中後期敵我戰鬥力的此消彼長，太平軍反倒被湘軍的土營打得節節敗退。
1862年太平軍南京保衛戰之中，李秀成試圖挖地道進入曾國荃的大本營進行偷襲。太平軍挖地道有兩個特點：一是暗中作業，二是廣種薄收。地道要想不被湘軍破壞，當然挖得越隱蔽越好，太平軍開挖的洞口，一般都選在離湘軍很遠的偏僻處，並且在挖地道的同時，利用地面炮兵部隊進行掩護，讓湘軍的聽地法失去用武之地。太平軍土營的專業土方作業，依然沒有騙過精明的曾國荃。他的應對辦法很簡單，太平軍挖，他也來挖。太平軍挖得多，他也挖得多。這就叫針尖對麥芒，地道對地道。1862年11月5日，湘軍中有個叫做劉南雲的將領，終於第一個挖穿了太平軍的地道，與太平軍在地道里狹路相逢。狹路相逢勇者勝，相期不如偶遇，湘軍和太平軍在地道里不期而遇，當即就在地道里打得你死我活。有了劉南雲這個成功的案例後，曾國荃就命令湘軍成天到處轉悠，到處開挖地道，竟然把太平軍挖的絕大部分地道都挖穿了。挖穿之後，湘軍根本就不管什麼環保問題了，拼了命地往裡面又是燻煙，又是灌髒水。這些招數恐怕連老鼠都吃不消，更何況太平軍？結果很多地道都是半途而廢，成了爛尾工程。
1864年6月15日，太平天國的都城天京城下一聲巨響，震耳欲聾，隨後陷入了短暫的沉寂。但沒有多久，號稱最堅固的天京城牆被炸開了一個缺口，湘軍一擁而入，展開了規模空前的廝殺，持續了14年之久的太平天國運動宣告失敗。這一聲巨響，就是天國的喪鐘，而敲響喪鐘的就是天京城下湘軍地道之中的炸藥。這個地道是由湘軍悍將李臣典挖的，曾國荃將久攻不下的怨恨和豪取大功的希望全部放在三萬斤火藥之中。地道戰最終幫助湘軍在這場拉鋸戰中獲勝，老師終於也輸給了學生。
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