本发明公开了一种地铁盾构施工扰动模型试验装置及其试验方法。包括模型槽、模拟掘进系统、注浆系统和监测系统，模型槽装土体，土体内装有模拟掘进系统，注浆系统连接模拟掘进系统，监测系统埋设于模型槽的土体内，用于采集土体试验扰动前后的参数；调制浆液置于储浆桶内，按照模拟工况盾构速度水平抽出模拟盾壳，同时通过注浆泵注入浆液到模拟衬砌周围，通过监测系统采集监测数据，在模型土体中部截断，通过断面观察获得浆液在土体中扩散范围的试验结果。本发明中使用的试验装置均可重复使用，以较小的成本反复模拟不同工况下的同步注浆工艺，测定数据较为全面，为实际施工提供参考，有利于促进对周围土体扰动影响的机制和原理的研究。