Pasaba porque en merges grandes, hay que incrementar el valor de timeout de unicon.
Para hacerlo hay que seguir los siguiente pasos:
1) sudo gitlab-ctl tail unicorn/unicorn_stderr.log
2) Hacemos backup del fichero /etc/gitlab/gitlab.rb
3) sudo vim /etc/gitlab/gitlab.rb
4) sudo gitlab-ctl reconfigure
Una vez hecho ya nos debería dejar hacer la merge request
Más info aquí: https://www.daniweb.com/programming/software-development/threads/492687/gitlab-502-error-on-new-merge-request