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川军一二四师人员不整，装备落后，除了几门迫击炮之外，那就是川造的残破步枪。幸好前几天运送军火的车队经过此地，他们留下了一整车“巩县造”仿m24手榴弹。城墙上的川军每人领五十颗手榴弹，凭借残破的城墙，他们以手榴弹、步枪同敌人近距离殊死搏斗。

战至十五时三十分，守军手榴弹告馨，日军突击队终于登上城墙，守军由西门退至西关车站，惨烈的巷战开始。

三月十七日夜，藤县城破，城内所留残兵同敌人巷战至十八日中午，川军一二四师师长王铭章以下二千余官兵壮烈殉国，一二四师只有二三百残兵突出重围。

军委会和第五战区此时紧急调兵，正是因为徐州会战正处于决战开始阶段，第五战区急需二十军团这样机动有力的中央军加入战场。

在第五战区严令之下，三月中旬，第五战区命令已驻扎在归德的五十二军先头部队——八十五军向藤县进军，以支援二十二集团距作战。

三月中旬以后，五十二军、第十三军各主力部队陆续到达战区，第五战区要求五十二军控制运河以北地区。李青林所在的二十五师在利国驿、贾湾附近渡过运河，到达兰陵镇及其附近地区布防。

三月十七日，临城失陷，夺取临城的日军福荣真平大佐的六十三联队步兵部队在战车的掩护下向南疾奔，。

三月十八日，日军第六十三联队从藤县以东急速南下，与八十五军先头部队激战。

鉴于战局急剧变化，五十二军已经来不及实施在运河北岸迎击敌人的计划，五十二军改变计划，立即占据运河南岸并构筑阵地，以掩护友军集结。

三月十九日晨，五十二军第二师第六旅先头部队在沙沟地区与日军三十三旅团濑谷支队先头部队相遇，千余名日军在战车掩护下向立足未稳的第六旅发起猛攻，第六旅节节抵抗后撤，战至中午，双方以运河为界对峙。

三月十九日下午二时，日军矶谷师团濑谷支队在对岸稍作休整后，便凭借猛烈炮火和十余辆战车向运河南岸的第六旅发起猛攻，企图一举突破第六旅的防守。

第六旅在敌人炮火下伤亡惨重，防线岌岌可危。第二师师长郑洞国急令第四旅冒着炮火跑步增援，第二师官兵们硬是用血肉之躯暂时挡住了日军的炮火，国军的运河防线渐渐形成。

下午三时，日军后续部队源源而至，对岸日军又发起猛攻。恰在此时，五十二军紧急支援第二师的榴弹炮营到达运河南岸。

支援第二师的炮兵部队是炮兵十团一营和炮兵七团一营，是由最高统帅部专门划拨给汤恩伯二是集团军使用。其中炮兵十团装备有国军炮兵威力最大、现代化程度最高的重炮——三十二倍十五榴德制克虏伯大炮，这支炮兵部队为国军最精锐之炮兵部队。

“九一八”事变和“一二八”淞沪抗战之后，国民政府深感重型火力之不足，于是向德国订购二十四门口径为十五厘米，炮管身长为口径三十二倍，最大射程为一万五千米的克虏伯重炮。