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北门危机之后，转入胶着之攻防战，挖墙脚重新成为焦点，闯军一心把城墙挖透，城内则极力阻之。承担挖墙任务的，并非闯军士兵，而是被驱赶而来的四乡农民。盖因此事伤亡巨大，闯军自不肯以其徒耗有生力量。《大梁守城记》记之：
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贼每令数十人持锤凿，闻鼓蚁进。至城下施锤凿，人一声，舍而退，继者进。砖石微动，施鹰嘴镢，亦人一声。首得砖者，劳而休之，终身不与攻城之役。[24]
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撅得一砖，即得豁免。这种办法，利用掘城者求生欲，而听驱策，但因此所需乡民，人数也十分惊人，《守汴日志》有曰“胁从之众近百万”，数目应不夸张。偶有乡民反抗，《大梁守城记》载，有一乡民被闯军执刀逼迫前来，忽然“回身紧抱，向城大呼曰：‘我不为贼用，速发炮，愿与贼俱死。’”[25]不少乡民接近城下前，已死炮火之下。躲过炮火，到相对近些的地方，还得防城上之箭。闯军令所有掘城之民，都背负“版扉”亦即门板窗板前来，作为挡箭牌。虽然伤亡巨大，但毕竟征夫极多，故进展仍旧显著。到二十五日，环城所掘之洞有三十余处，每洞可容数十人，大小应在十平方米以上。对于已经潜入洞中的闯军，“砖石不能击，系柴加烘药下烧之，贼自出”；于是，“火昼夜不绝，自曹门至北门环亘十余里”。从中可以注意战争的实质是消耗，一切最终取决并归结于物力。从烧柴这一端，即可体会开封城的巨大消耗，“周府出苇柴，官府买蜀柴无几，强半出之社中”，从开战第一天起，所有物资都在急剧消耗中；目前吃紧的是柴，将来则必发展到粮食。
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古代城防体系
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由外至里：护城河、瓮城、城墙及墙上敌楼和战屋。每种设施，俱为一道防线，从而构成纵深的、空间立体的防御体系。
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《武经总要》选图一•地道
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《武经总要》为宋代官修军事大全，兹从攻城战角度选图若干作为参考，但应说明，四百年后明代武器装备较之已有很大提高。这里的“地道”不同于现代地道战，而是城下掘洞，将一种名“地栿”的木框架置入其中，然后“积薪于内，纵火焚之”，“地栿”烧塌，形成悬空，城墙因墙体沉重，自然下沉而崩陷。
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二围战事突出之处，在于大炮成为主角。初围是奇袭，轻装简从，故少见炮战身影。二围再来，李自成倾巢而动。而且此时他的家底，除得之洛阳外，还有初围后十个月中间各地攻城的斩获，“贼之再围也，沿途攻陷郡邑，所获火药器械大称饶足。”[26]无疑，他已拥有一支非常完备的炮兵。
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炮火显示了威力。一是重创城上守兵，死伤惨重（城上亦唯还以炮击，方能反制）。二是直接击毁城墙，二十七日，闯军“列大炮十余，一时并击，城垣随声而堕。”[27]坍现二丈余大口子，然后以步兵登城，骑兵随之。城内也迅速调集十余门炮，“步贼至半途者，一拥而下，死者无数。”如此炮火掩护下的来回攻防，一夜竟达数十次，黎明才稍见稀疏。
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最猛烈一次炮战，见于十余天后。元月十二日，闯军调百余门大炮，构建空前火力，“齐燃击城，城被炮，倾颓如坂”。现场情形，“飞铁镕铅，四面如织，空中作响，如鸷鸟之凌劲风。”大约一百多名闯兵趁势已登上城墙，插旗城头。当时，“城上炮苦后坐”，可能是地势关系，安放炮的位置不理想，后坐力致炮不稳、准头欠佳，陈永福（这时他已晋升总兵）遂骑于炮上压之，“命左右曰：‘速点，速点，忠臣不怕死。’”经他的鼓舞，守军炮火重拾攻势。闯军稍却，城上赶紧以水大量倾于“倾颓如坂”的城墙缺口。这是聪明的救急办法，时当严寒，水很快变冰，闯军重新攻至却已不能由此缺口登城。
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大炮既为杀手锏，双方便都动心思，改进、提升其效果。闯军首先有所发明，他们伐木制成大炮台，长十丈余，宽五丈余，高可三丈，容百余人，置炮其上，显然是为了改善发射角度和射程。效果应该显著，城内于是亦予仿效，但苦于缺少木料，故较简陋，只是做了炮架子，“立长柏木三如鼎足，悬大炮其上”。
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围绕炮战，还生出迷信与邪术：
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贼驱妇人，赤身濠边，望城叫骂。城上点大炮，悉倒泄。城上令僧人裸立女墙叫骂，贼炮亦倒泄。[28]
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里面的道理，大致是阴阳相克。以为炮是阳物，女人为阴，阴之咒阳，阳即不举。另一边，也认同这道理，尔既以女人骂我，我则以无欲则刚之和尚反骂。双方都脱光了身子，试看谁怕谁。事属邪妄，是否果如所说一骂便灵，不得而知。但从中可见炮对双方的重要。
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闯军战法直追现代处，尚在炮兵之外——它似乎还有爆破部队。连日来，一直在开封东城脚下不停开挖，直至挖成一个十余丈大洞。然后，每天往里面搬大麻袋，袋中满是炸药。待将大洞填满，再装上两根引线。引线粗得骇人，“长四五丈，大如斗”、“忽肩二长物如大屋柱贯坎中者，药线也”。终于一切停当，元月十三日这天，“马贼千余俱勒马濠边，步贼无数”，就等爆破成功，冲进城去。巳时（上午九时至十一时），点燃引线。《守汴日志》述说：
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药烟一起，迷眯如深夜，天崩地裂声中，大磨百余及砖石皆迅直空中，碎落城外可二里。[29]
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威力巨大。然诡异的是，“城上城内未伤一人。里半壁城墙仅厚尺许，卓然兀立。”被刨得仅剩一尺多厚的城墙，居然无伤。城外却惨不忍睹：“势若反击城外，贼在二里内者皆死。或尸著马上，块而糜烂，如塑鬼物未成者然。”“马、步贼俱为齑粉，间有人死马惊逸者。”大约当时所用的黑火药，究非诺贝尔所发明黄色炸药可比。引爆后，能量由敞开的洞口处释其大部，而闯军攻城部队又不明智地围在洞外等候，遂罹惨祸。当时人们不明就里，以为“此真天意，非人力也”。
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古城在战火中迎来壬午年春节，进入崇祯十五年。正月初一当天，战况尤烈。李自成认为时值过年，开封守备不免松懈：
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随于本日调集马步精贼数万，伏于海濠之外，乘元旦以为我兵守懈，约令各贼同时齐攻。前驱乡民，继以骇贼，蚁附而上。复用大炮上击，各贼随响拥登，势危万分，存亡俄顷。巡抚高名衡（初围后升任巡抚）、总兵陈永福率兵将躬临危险，指挥我兵奋死力敌，加以火药砖石齐施，贼不退兵，又以“万人敌”（燃烧弹，前有述）芦柴浇烘油，烈烟弥天，贼从不能立足，焚死无数，方始退却……全汴之功，此战称第一。[30]
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初四、初八，连降两场大雪。守城士兵不能离岗，露宿城头。巡按任濬找到《守汴日志》作者李光壂，说：“大雪湿衣，兵寒难忍，须各给绵被或毡条御之，非立办二万件不可。”李光壂立刻去办，议定每名社兵出十件、每家当铺出五十件、大商人每户出三十件，不等；得到积极响应，“未及晚，城头山积”，被毡堆满。雪停后，任濬又找来李光壂，让他将征用的被毡，一一还给捐主。
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李光壂在二围前夕，受命担任左所总社，是开封民兵五大领袖之一。自此以后，便以极强责任心投身守城战斗。曹门民兵力量不足，他自出资募丁，“每次人给钱百文、饼四个，百姓蜂拥愿雇，虽日用数十人，不缺。”每天，李家还自制厚饼三千个送城上，及二围结束，他一家制饼送饼数量超过十万。李光壂表现虽然突出，却并不孤立。开封许多富户每天都主动送饼给守军，“巨商巨族，各送饼千百不等。”又有乡宦刘昌、郑封、张文光等，“于上方寺安立大锅数百口，倡督乡耆，捐输米面，昼夜供食不绝”[31]，以援城上士兵。
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应该说狂攻之下开封屹立不倒，军事层面之外，重要因素是合城齐心。以苇柴一项物资为例，上自周王，下至民间，咸与共担；“周府苇柴，令宫人运出园外，骡车数辆，昼夜载运”，而在民间，“每一社兵，出柴五束、十束，后至二三十束”，李光壂每天早晨天没亮，便要去找乡约派四轮车十五辆，专门搬运周府和社兵苇柴。到二月初九，仅经他手就运输十二万束以上；此后至解围，又运十余万束。