第12军突破后歼灭南朝鲜第5师一部,在自隐里北侧与美第2师和法国营展开激战,担负迂回任务的第31师一个团插入敌纵深。
至17日晚,志愿军和人民军通过穿插分割已切断了县里地区之敌的退路,构成对南朝鲜军的内层包围。在志愿军和人民军强大的攻势面前,南朝鲜军全线溃退,四散奔逃。
为争取更大胜利,彭德怀致电宋时轮、金雄:必须贯彻大胆迂回与分割包围,以达全歼敌人的作战思想,不放松白天作战的任何机会,争取全胜。
根据这一指示,第27军第81师迅速抢占苍村里、三巨里,第12军第31师继续迅速向束沙里、下珍富里攻击前迸,人民军第2军团主力继续向下珍富里以东前进。
18日晨,南朝鲜第3、第9师开始向南和东南两个方向突围。第20军和人民军第5军团从东西两面出击,战至19日,将南朝鲜这两个师大部歼灭,缴获其全部重装备。
南朝鲜军的惨败,令李奇微大为光火,他撤销了南朝鲜第3军团的建制,解除了南朝鲜第3师师长的职务。李奇微还对南朝鲜损失大量武器装备感到恼火,他感叹说:“所丢弃的这些武器不可等闲视之,这些武器装备足可装备好几个整师。”
第3兵团第15军在军长秦基伟、政治委员谷景生的指挥下发起攻击后,第45师攻占沙五郎峙,歼灭美第2师200余人;第44师插向敌纵深,将在大水洞露营的美第2师第38团团部和第1、第2营大部歼灭。由于美第2师和陆战第1师在寒溪里—都十里一线继续顽抗,第15军前进受阻,未能进一步实现战役割裂任务。在这种情况下,第3兵团命令第60军第179师机动到春川以东,增强第15军方向上的突击力量。但由于敌主力已经靠拢,这一企图没有实现。第60军的第180师积极进攻,于19日夜占领法所里,牵制当面之敌美军第7师,使其不得东援。
在东线歼敌的同时,西线第19兵团也对当面之敌发起进攻,歼敌一部,配合了东线的作战。
东线南朝鲜军在志愿军和人民军各突击集团的打击下,撤退到九成浦里—丰岩里—下富珍里—铁甲岭—仁邱里一线布防。
见“联合国军”的防线出现缺口,美第8集团司令范佛里特急令美第10军主力逐次东移,以阻止志愿军和人民军向西开展进攻;令集团军预备队美第3师迅速东援,堵塞战役缺口;令南朝鲜军战略预备队第8师立即从大田北上平昌、堤川,建立纵深防线。同时,令美第1军3个师又3个旅在西线加强对志愿军第19兵团的进攻,以减轻东线的压力。至5月20日,“联合国军”又重新形成东西相衔接的完整防线。
到此时,志愿军已在一个月之内连续进行了两次作战,部队相当疲劳,粮弹将尽,而且雨季又快到来,江湖沼泽在志愿军后方,一旦山洪暴发、交通中断,部队补给将更加困难。第五次战役未能消灭美军师、团建制单位,其还有北犯可能,在这种情况下,若继续进攻,不仅不易消灭敌人,反而徒增自己的困难,不如后撤休整,寻机歼敌,更为主动。
5月20日,负责东线指挥的志愿军第9兵团司令员宋时轮、副司令员陶勇和第3兵团副司令员王近山致电彭德怀、邓华、朴一禹,汇报面临的情况,提出收兵的建议。
彭德怀同意前线指挥员的分析和建议,并将情况报告毛泽东。毛泽东于5月21日复电彭德怀:“根据目前的情况,收兵休整,准备再战,这个处置是正确的。”
21日,第五次战役第二阶段作战结束,志愿军和人民军歼灭南朝鲜第3、第9师大部,重创南朝鲜军第5、第7师,并歼灭美第2师、陆战第1师各一部,共计歼灭南朝鲜军和“联合国军”2.3万余人。
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