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希罗科夫上校来负责执行，一年后最初的海岸防御工程完成。
此后，该堡垒的第一任工程兵司令k·s·切尔诺克尼日尼科夫加固了海岸炮兵阵地，并在19世纪90年代构建了第一个濒海永久性防御工事。1899年工程兵上校k·i·维利奇科设计了一个系统的陆地防御工事方案，在这一方案基础上，v·i·日加尔科夫斯基和s·f·奇日上校从1900年开始构筑要塞的几个主要堡垒：1、2、3号堡垒，4、5号多面堡，以及三个眼镜垒，堡垒之间由有胸墙保护的堑壕相连。此外，在俄罗斯山脉和萨佩尼半岛分别修建了“俄罗斯堡垒”和4号要塞，这些防御工事与同期修建的旅顺口要塞都颇为类似。
在海参崴受到袭击的十六日当天，阿列克赛耶夫便命令西伯利亚第二步兵师在沿西伯利亚大铁路的双城子至海参崴一段构筑前沿阵地。第四师出人意料的在二道沟的绥芬河上架设了浮桥直接进逼之下，第二步兵师显然没有完成任务，在双城子至海参崴的铁路中点虾蟆塘与第四师的前锋接触并且展开了小范围的战斗。
中国军队来的如此迅速实在是让远东陆军感到吃惊，除了加强兵力依托海参崴要塞防御圈构筑大量的野战工事之外，阿列克赛耶夫还开始了征兵扩军，所有能够拿上枪的俄国人都必须要参加军队并且对其控制范围内的中国商户开始抢劫。
第十八日第四师全部渡过绥芬河，目标直指虾蟆塘，而通过西伯利亚大铁路来完成运兵的中国陆军主力则扫清铁路周边各个俄军大小据点，直逼双城子城下，在这里他们将会对远东陆军第一师一个步兵旅展开攻势。
受到第四师已经开始对虾蟆塘俄军第二师攻击的威胁，双城子俄军并没有选择向海参崴撤退，在挖掘大量堑壕和用树木与民房构筑的简易工事打算阻击中国陆军主力。不过在面对拥有大量野战火炮的第一师，部队在摆开后用一百多门火炮将不大的双城子外围俄军阵地犁了一遍，仅一个冲锋便将俄军死死的压在双城子内，并且开始展开激烈的巷战。
双城子的房屋构造多是木质砖瓦结构，因为海参崴要塞防御圈的修筑需要大量的混凝土，虽然做为防御圈的外围，但双城子没有构筑混凝土工事。原本这里也是要做为海参崴要塞群的支点的，不过这里距离俄国的中心实在是太过遥远，连混凝土这样的物资都十分缺乏，更不要说武装双城子了。
十八日整整一天，俄国步兵旅龟缩在双城子内承受了第一师猛烈的进攻，俄国守军颇为凶悍，第一师的突击队在进入双城子之后数度遭到沉重打击，但是在重火力的威胁下，俄国守军也付出了极为惨重的代价，并且守城部队被分割成数个小块相互之间失去了联系。
相对双城子，第四师面对驻守虾蟆塘的俄国第二师就容易的多——这里只能称为一个村庄，只是因为西伯利亚大铁路从这里经过，再加上这里是双城子至海参崴铁路的中点，才有一个不大的车站。虾蟆塘更适合炮兵火力的发挥，只是第四师师长李俊翰和参谋长宋兵策按照总参谋部的计划并没有将虾蟆塘围死，在虾蟆塘二十公里外截断了铁路并且留有伏兵防止其逃跑——海参崴里面的俄军数量太多，如果不引出来打，那数量众多的俄军将会依托要塞群防御圈给中国陆军造成更大的麻烦。
虾蟆塘距离海参崴不过才一百二十公里左右，中间还有铁路线连接，如果俄军第二师在这里被捆住，那海参崴必然会派出增援部队来解救第二师。负责潜伏的是便是暂时归第四师节制的第十一师一个混成旅，依据地形在铁路沿线周边埋设了大量的地雷和构筑简易野战工事，如果俄军第二师想要逃回海参崴或是海参崴派军队支援虾蟆塘，那负责埋伏的混成旅将会予以迎头痛击。
十九日双城子俄军守军向中国军队投降，俘虏俄军三千余人，这是中国陆军在战争中第一独立个战果，在勒富岛上歼灭的一千多守军最重要的原因还是海军重炮出手消灭了大半守军。第一师立刻乘火车东进会合第四师，对虾蟆塘的俄军第二师形成了更大的压力，在接到双城子俄军投降的消息后，阿列克赛耶夫立刻命令第二师撤退，并且派出一个步兵旅前往接应。不过此时李俊翰已经放弃围而不打的战略，将围困虾蟆塘俄国第二师的任务交给第一师和尾随而来的其他原驻守在吉延冈、噶哈哩、宁古塔、海兰河屯、萨库里、阿勒楚喀的四个正规师，第四师西进彻底切断铁路迎击前来增援的俄国步兵旅——到现在俄国远东军还不知道自己的电报已经被中国情报机关破译，俄军通过电报发出的每一道命令都被中国情报机关所获悉，并且很快的传递给前线指挥官。
中国陆军行动之快远超俄军的估计，阿列克赛耶夫的司令部对于中国陆军还处于一无所知的状态，只知道俄国在远东的陆军已经被中国陆军切割中几个点，海参崴已经被孤立起来。第二步兵师是远东陆军的一个重要支柱，现