Isso funciona para mim:
sed -n '
/two xxxx/{
rdata_file.txt
d
}
p'
Se a linha corresponder à expressão, o conteúdo do arquivo será impresso e o próximo ciclo será iniciado. Caso contrário, o segundo comando é invocado que imprime a linha.
Uma solução um pouco mais legível fazendo algo semelhante em Perl:
perl -pe '/two xxxx/ and $_='cat data_file.txt''