本发明公开一种单护盾TBM或盾构管片壁后的回填系统及回填方法，回填系统包括砂浆运输设备、注浆泵和注浆机构，砂浆运输设备和注浆泵之间通过抽浆管可拆卸连接，注浆机构至少有两个，每个注浆机构包括注浆头，用于与管片上设置的注浆孔连接并向管片壁后注浆；注浆孔分为第一组注浆孔和第二组注浆孔，第一组注浆孔设置在单护盾TBM或盾构机体的中部，第二组注浆孔设置在单护盾TBM或盾构机体的尾部；注浆泵和每个注浆机构之间通过注浆管连接。本发明所述回填方法采用回填系统二次注浆进行管片壁后填充，可减小隧道环境污染，提高壁后填充质量，减少成型隧道质量缺陷，提升施工效率。