本实用新型涉及隧道二衬技术领域，更具体而言，涉及一种隧道二衬拱顶空隙注浆回填装置。包括衬砌台车模板、注浆管、注浆泵和排水排气装置，衬砌台车模板设置在本循环二次衬砌下方，注浆管设置在空隙层内，注浆管靠近上循环二次衬砌一端设置有L型弯管A，另一端设置有L型弯管B，L型弯管A联接有注浆连接管，注浆泵分别通过第一输浆管和第二输浆管与注浆连接管和L型弯管B连接，排水排气装置顶部顶在初衬面下方，排水排气装置底部延伸至衬砌台车模板下方。本装置能够将空隙层中的水和空气排出，如何进行空隙注浆回填，保证了注浆回填施工质量，避免了空隙区的出现。本实用新型主要应用于二衬拱顶空隙注浆方面。