本实用新型公开了一种模拟地应力和地下渗流场耦合的隧道二次注浆模型试验装置，包括模型箱系统，所述模型箱系统具有注浆口、入水口和出水口，所述注浆口与注浆装置连接，所述出水口与集水桶连接，所述模型箱系统中上开口端设置有加载系统，所述入水口与渗流装置连接，所述渗流装置包括水平渗流装置和竖向渗流装置，所述水平渗流装置和竖向渗流装置为模型箱系统提供两个方向渗透源，所述模型箱系统与监测装置连接，所述监测系统观测浆液的填充和扩散形式。该试验装置可以实现在地应力和地下渗流耦合场作用下盾构的注浆全过程模拟，并可观测计算浆液扩散特征，具有密封性好、结构简单、可重复使用、操作方便。