一种富水地层盾构隧道同步注浆的试验装置及方法，其装置的特点为：试验箱的前壁透明；试验箱底部的左侧固定有模拟管片的垫块，垫块与试验箱的左侧壁紧贴；垫块外罩有模拟盾构机外壳的盾壳；推动杆的右端与盾壳右侧板连接，左端穿过垫块并穿出试验箱的左侧壁；盾壳顶板中部埋有注浆管，注浆管与泵浆设备连接；盾壳上表面的右侧搭接有水平挡板；试验箱的顶部有盖板，试验箱的左右侧壁上安装有进水管和排水管。该装置能模拟出不同地层、不同水压等富水条件下，盾构隧道的同步注浆过程，并得出相应的同步注浆质量，并能对富水地层隧道同步注浆中浆料的扩散及稀释、分散过程进行观察；为富水地层盾构隧道的同步注浆的研究、设计与施工，提供试验依据。