только что проверил "на коленке" работает как и хотелось,
пока немного смущает только то, что по окончанию proxy_cache_valid
очень редко но таки прорывается в апач второй запрос(раньше это были 10тки).
времени расковырять почему так получается не было, да и собственно
если с контентом при этом все в порядке, то это мелочь.