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地面堡上建廟、堂上套樓、房上建閣、牆中藏門，整個村子形成堡中堡、巷中巷、宅中宅、門中門的地面防禦體系，更為奇絕的是古堡的第三道防禦體系：地下的隋唐古地道。
說它是地道，不如說是一座神秘詭異、結構複雜的地下迷宮。地道設計思想超前，設計原理暗含「六壬奇門」之術。整個地道呈S形走向、三層立體網狀結構，底層距地面17至24米，中層距地面有8至10米，高層距地面1米左右，行兵道高1.75至2米、寬1米，內部既有馬廄、糧倉、兵屯功能，又有監視、指揮、襲擊、陷阱、閘門、通氣等設施，還有排水道口、逃跑出口，並有直井從頂層直通底層。進、退、攻、防、藏、逃靈活多變，功能異常完善。
據導遊介紹，張壁古堡的每條街巷都曾發現過地道入口，古堡內的11口水井，至少有8口水井和地道相通，通過井壁上開設的洞口即可進出地道，洞口設於井壁，既方便通風汲水，又有利於防禦，抽掉踏板，即可封死洞口。此外，堡外南北溝中也有洞口，既可作為地道進出口，又可用作哨位。這設計巧妙的古地道與堡內四通八達，一直蜿蜒出村外的絕壁懸崖，可謂「易守難攻，退進有路」。
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