https://laravel.com/docs/5.2/middleware
очень подробно расписано как работает там.
Список выполняемых мидлверов составляется ручками, а дальше дело техники.
Если недостаточно понятно, копайте исходники ларавела, как он это делает.
AR как правило использует свой QueryBuilder.
И в сумме называется это ORM
А так же QueryBuilder можно вызывать "напрямую" т.к. он публичный.
Так что это не взаимозаменяемые вещи вообще.
Другой вопрос если используется две разные не связанные библиотеки, это уже что-то страшное. Я такого не встречал.
Ну и что-то подсказывает что так делать не надо.
