Hola viejo, creo que mi poco conocimiento de redes pienso que tu problema reside en que al tener definidas 2 gateways a la vez cuando haces una petición a internet los paquetes no saben por gateway salir y al contrario, por lo que se salia la cosa. Puedes solucionarlo definiendo un "enrutado persistente" del tipo:
route add -P x.x.x.0 MASK y.y.y.y z.z.z.z
donde x.x.x.0 es la red es tu primera red y.y.y.y es la mascara de la red . y z.z.z.z es la gateway de tu primera conexión
Esto lo haces en inicio/ejecutar, el modificador -p la hacer persistente, y para borrarla lo puedes hacer con route delete
Prueba a ver si no me he liado!!!